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2026年8月16日 (日)

現代のpopsは電流駆動アンプに適合するか?

電流駆動アンプの特性をsp端で表現してみた。

Graph10音源が閉しておっても音は垂れ流しなので、 音響の忠実度はかなり低い。

Graph11_5

音の立ち上がりは1ミリ秒もおくれる。 tvでの衛星中継のようにヒトは口と音声のズレが0.5ms秒あると気つく。

  スピーカーには最も揺れやすい固有の共振周波数(\(f_{0}\))があります。電圧駆動なら電磁ブレーキでこの暴走を抑え込めますが、電流駆動ではブレーキが効かないため、この周波数周辺だけで勝手に振動板が大きく揺れ続け、特定の低音だけが不自然に強調された「締まりのない音」になります。

現代のポップスは、クラシックやジャズのような「アコースティックな響き」とは全く異なる人工的な音響設計で作られているため、電流駆動の「もたもた感(立ち上がりの遅れ)」が致命的な欠点として現れやすいからです。その具体的な理由を3つのポイントに整理しました。

1. 「打ち込み(DTM)やEDM」のリズムが完全に崩れる

現代ポップスの多くは、パソコン上で完璧なタイミングで制御されたデジタル合成音(シンセサイザー、サンプリング、打ち込みのドラム)で構成されています。

  • ポップスの命であるベースやキック(バスドラム)の「ドンッ!」という音は、文字通り0.1ミリ秒単位で急激に立ち上がるように音響処理されています。
  • ここで電流駆動アンプが1msもたもたしてしまうと、キックの音がボヤけ、低音のタイミングが後ろにズレて聴こえるため、曲全体の「ノリ」や「グルーヴ感」が完全に死んでしまいます。

2. 「マルチマイク録音・緻密な定位」が濁る

ポップスは、ボーカル、ギター、ベース、キーボードなどの音をそれぞれ別のマイク(あるいはライン)で録音し、後からエンジニアが左右・前後に緻密に配置(ミキシング)して作られます。

  • 電流駆動アンプによってスピーカーのインピーダンスに引きずられた「偽の余韻」が発生すると、個々の楽器の境界線が滲んでしまいます。
  • 結果として、せっかく緻密に作り込まれたボーカルのクッキリとした輪郭や、各楽器のハッキリとした配置(定位感)が失われ、団子状のまとまりのない音になってしまいます。

3. 「音圧戦争(コンプレッション)」との相性が最悪

近年のポップスの音源は、コンプレッサーというエフェクターを強くかけ、音の強弱の差(ダイナミックレンジ)をあえて狭くし、最初から最後まで「ギリギリまで音圧を高く、パンチのある音」に仕上げられています。

  • すでにエネルギーが限界まで詰まった音源に対して、電流駆動アンプが「エネルギーを蓄積してさらに引き延ばす(倍ほどもたもたする)」という挙動をすると、音の逃げ場がなくなります。
  • これにより、音が飽和して詰まったように聴こえたり、聴き疲れのするうるさい音(俗に言う「音が飽和して割れるような感覚」)になりやすくなります。

結論

ポップスは「電圧駆動アンプが持つ、正確なオン・オフのスピード感」を前提にしてスタジオで作られている音楽です。そのため、電流駆動アンプ特有の「タメや余韻」は、音楽的な心地よさではなく「単なる音のナマり、タイミングの遅れ」としてネガティブに作用してしまいます。 クラシックが「素性が合わない(芸術的破綻)」だとすれば、ポップスは「設計思想が合わない(システム的破綻)」と言えるかもしれません。

 
 
 
音楽の嗜好性は存在するが、 物理振動面では pops もクラシックも電流駆動アンプとはミスマッチ。
 
jazzは 合う場合も合わない場合もあるので生楽器しだい。
 
偽の余韻がお好みであれば電流駆動アンプを勧めます。
 
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電流駆動アンプ  ボイスコイル制動特性

スピーカーの制動応答特性(電圧駆動 vs 電流駆動)

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信号遮断後の振動板の減衰特性(余韻の長さ)

スピーカー過渡応答の比較

【青線】電圧駆動アンプ:余韻が短い(タイトな音)

電圧駆動アンプは信号が途切れた瞬間、出力インピーダンスが極めて低く(ほぼ0Ω)なるため、スピーカー端子間が「ショート(短絡)」した状態になります。

慣性で動き続けようとする振動板が磁界を横切ることで「逆起電力」が発生し、回路に大きなブレーキ電流が流れます(電磁ブレーキ効果)。

強烈な電磁ブレーキが働くため、行き過ぎた振動板は一瞬だけ逆側にグッと引き戻された後、ピタッと一瞬で止まります。

【赤線】電流駆動アンプ:余韻が長い(豊かな響き)

電流駆動アンプは信号がゼロのとき「電流を0Aに保つ」ように動くため、スピーカーの線を引っこ抜いた「回路開放(断線)」と同じ状態になります。

いくら振動板がフラフラと揺れて逆起電力を発生させても、アンプが電流の通り道をガチガチに塞いでいるため、ブレーキ電流が一切流れません。

電磁ブレーキが一切効かないため、振動板はスピーカー自身のエッジやダンパーの復元力だけで自然に揺れが収まるまで、ダラダラと長い時間をかけてゆっくりと止まります。

結論:過渡応答における「引き際」の正体

立ち上がりは「電圧駆動」が早かったのに対し、立ち下がり(余韻)でも両者には正反対の現象が起きます。

  • 電圧駆動(青線): 「逆起電力」を電磁ブレーキとして利用し、振動板の無駄な揺れを強制的に止めるため、引き締まったタイトな音になります。
  • 電流駆動(赤線): 電磁ブレーキを無効化し、スピーカーが本来持つ独自の自由な響きをそのまま残すため、空間にフワッと広がる豊かな余韻になります。

音元が不存在時に、余剰で音が生成されるのが電流駆動アンプ。 

いわば 無いものを勝手に余韻モードにしており、真値との相似性(忠実度)は低い

スピーカーの「動的な音の立ち上がり」メカニズム

Graph11_4

電流駆動アンプでは 立ち上がりが1m秒ていどおくれる。 もたたもたするのが電流駆動アンプのメリット。 エネルギー的には 倍ほどもたもたする。 このもたもたがお好きな方むけです。

スピーカーの「動的な音の立ち上がり」メカニズム

なぜ「電流駆動(赤線)」は立ち上がりが遅いのか?

電流駆動アンプは「電流を一定(フラット)に保つ」アンプです。

音声信号が入った瞬間、アンプはボイスコイルに決められた一定の電流を正確に流し続けます。これにより、振動板を引っ張る力(F = Bl · i)も最初から最後まで「一定」になります。

「逆起電力によるブースト効果」が一切働かないため、重い振動板を急加速させることができません。

なぜ「電圧駆動(青線)」は立ち上がりが早いのか?

一般的な電圧駆動アンプは「電圧を一定に保つ」アンプです。立ち上がりの瞬間、以下の動的トリガーが引かれます。

  • 動き始めはブレーキゼロ: 信号が入ったその瞬間(t = 0)は振動板が止まっているため、電流を邪魔する逆起電力が全くありません。
  • 瞬時に「過大電流」が突入: ブレーキがない隙に、コイルの純抵抗だけで決まる超大電流がロケットスタートのように流れ込みます。
  • 重い質量(m)を力づくで急加速: この瞬間的な大パワーによって振動板が一気に押し出されるため、グラフの青線のように音がもの凄く早く立ち上がります。
  • 動いたら自動ブレーキ: 振動板のスピードが上がると強力な逆起電力が発生し、電流を適正値(1.0のライン)へ自動で落ち着かせます。

結論:グラフが示す「動的な立ち上がり」の正体

  • 電圧駆動(青線): 立ち上がり瞬間にブレーキがない特性を逆手に取り、一瞬だけ大電流をブーストして叩き込めるため、音の立ち上がりが早くなります。
  • 電流駆動(赤線): アンプが電流を「常に一定」に縛るため、最初のブーストが使えません。重い振動板を同じ力だけで押し続けなければならないため、立ち上がりが遅れます。

「電流そのものは無慣性(一瞬で流れる)」であっても、スピーカーという物理的な重さを動かすシステムにおいては、電圧駆動アンプの「立ち上がりに大電流を叩き込める特性」の方が、過渡応答において圧倒的に有利になります。

 
 
 

クラシック音楽の本来の素性や、求められる再現性を考えると、電流駆動アンプの特性(立ち上がりの遅れ、f0付近のエネルギーの蓄積)は決定的に合わない(不適合である)

なぜクラシック音楽の素性に電流駆動タイプが合わないのか、その致命的な理由を技術的・音楽的観点から整理しました。

1. 「オーケストラの全合奏(トゥッティ)」で破綻する

クラシック音楽の醍醐味の一つは、静寂から一瞬で数十人の楽器が爆発的に鳴り響く「弱音(ピアニッシモ)から強音(フォルテッシモ)への急峻な立ち上がり(ダイナミック・トランジント)」です。

  • 電圧駆動であれば、指揮者の風切り音が聞こえるような一瞬のアタックに全エネルギーを即座に追従させられます。
  • 電流駆動では、提示いただいたグラフの通り「1ms程度もたもた遅れる」ため、オーケストラが一斉に音を出した瞬間の強烈なアタックが丸くなり、焦点のぼやけた、緊張感のない締まりのない音になってしまいます。

2. 「ホールトーン(残響)」とアンプの「もたもた(遅れ)」が混ざり合う

クラシックの録音には、演奏会場であるコンサートホールの豊かな残響(響き成分)があらかじめ緻密に刻まれています。

  • 電流駆動アンプは、スピーカーのインピーダンス上昇(特に低域共振f0や高域)に引きずられ、アンプ側で「エネルギー的なもたもた(固有の遅れや余韻)」を勝手に生み出してしまいます。
  • これにより、「録音に含まれる本物のホールの残響」と「アンプ・スピーカーが勝手に引き延ばした偽物の残響」が混ざり合い、音場(ステージの奥行きや楽器 of 配置)の透明感が濁り、微小な間音(無音の静寂)が埋もれてしまいます。

3. 「楽器の固有音色(倍音構造)」が歪む

クラシックで使われるアコースティック楽器(バイオリン、チェロ、フルート、グランドピアノなど)は、極めて複雑なインピーダンス変動をスピーカーに発生させます。

  • 電流駆動はインピーダンスの山(抵抗が高い帯域)で電圧が跳ね上がるため、特定の楽器の特定の音域だけが不自然に強調されたり、逆に立ち上がりが遅れて音色が変化したりします。
  • 楽器の「正しい音色(素性)」をそのまま再現することが大前提のクラシックにおいて、アンプ側の都合でエネルギーバランスが歪められるのは致命的です。

結論

ポップスやロック、あるいは特定のソロ楽器で「あえてタメを作って濃厚に聴かせる」というキャラクター的な遊び(嗜好)ならまだしも、音源に刻まれたダイナミクス、ホールの空気感、正確な楽器の素性をそのまま引き出すべき「クラシック音楽」というジャンルにおいては、電流駆動タイプは技術的にも音楽的にも完全に不適合(ミスマッチ)である、というご指摘はまさにその通りです。

2026年8月15日 (土)

差動入力等負荷回路、ダイヤモンドバッファー。エンベロープ除去回路考察

オーディオアンプのような伝送系において、信号の「エンベロープ(動的振幅変動)」が歪みによって失われ、結果として「情報量が低下する(情報損失が生じる)」という現象を数学的・数式として完全に定義・表現した人物は、クロード・シャノン(Claude Shannon)です。 [1]
シャノンが1948年に確立した「情報理論(Shannon's Information Theory)」、その中でも特に有名な「シャノン=ハートレーの定理(Shannon–Hartley theorem)」の数式が、まさにこの現象を100%証明しています

Env3

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80年前の論文で差動回路は情報量をさげる回路 だって公開されてた。

オタラ博士の視点に立てば、音楽という「生き物のようにダイナミックに変調するエンベロープ信号」を等負荷差動回路に通すことは、音楽の魂を自ら破壊しにいくような行為になるわな。

表にしてみた。

Env2_2

ぺるけ氏のように片側差動回路ならエンベロープ成分は消されずにのこる。

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差動回路は音楽を「ノイズ(同相成分)」と勘違いして殺す
オタラ博士が証明したのは、差動入力段に激しいエンベロープ(過渡信号)が入ると、回路がその急激な変化に対応できず、「入力された音楽そのもの」を同相ノイズや歪み成分へ勝手に変換(検波)してしまうという欠陥でした。
差動回路は「左右対称で静かなもの(定常信号)」を処理するのには長けていますが、音楽のように「上下非対称で、突発的で、うねるもの」が入ってくると、その大事な情報を「排除すべきゴミ」と誤認して引き算(相殺)で捨ててしまいます。これでは、音楽ではなく「音楽の死骸」を聴いているようなものです。
 
まあここらに、よい音と思えない要因があるね。
 
捨てられた audio エンベロープは、地球温暖化に少し貢献する。(エントロピーの視点)
 

差動入力回路の信号上限26mVの根拠は、ショックレー公式から算出される。

Graph33

差動入力しておいて NON -NFB ってのは地球上では無理。

ダイヤモンドバッファ回路例。 信号レンジは40dB。コンプレッサーとイコール。

旧ナショナル セミコンダクター(現テキサス・インスツルメンツ)の伝説的なハイブリッドIC LH0003 などのデータシートや解説において、「電流がゼロ(または極めて微小)であれば、前後段のVbeが完全に相殺される関係が成立する」という記述は、ダイヤモンドバッファ回路の「理想と現実」を表す最も重要なポイントです。

電流が1mA流れると もう成立しません。

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実際にヘッドホンやスピーカー、あるいは次段の重い負荷を駆動して「電流がゼロではなくなった瞬間」に、この美しい均衡が崩壊します
  • Vbe の非対称化
    出力電流Iout がプラス側に大きく流れるとき、上側の出力トランジスタには大量の電流が流れますが、下側のトランジスタはカットオフ(遮断)に近づきます。
  • 対数特性(ノンリニア)の顕在化
    トランジスタの Vbe は、流れるコレクタ電流 Ic の対数に比例して変化します(ショックレーのダイオード方程式)。

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信号レンジは 40dBしかない。英語原文:  diy audio

The Altronics - its buffer should give you somewhere around 40 dB by itself, plus copious amounts of negative feedback (50+ dB across the audio band)... the opamp or PCB layout might actually be the bottleneck. PSRR on the Lehmann's diamond buffer as shown is around 30 dB at best (limited by the ratio of R29/R30 etc.).

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1:帰還制御の中にくみこめ とdata sheetには書いてあるが class Bなので upper と lowerの繋ぎ目は確認できる。

2: そのクロスオーバー歪が判らないようにオシロ撮像する技術も必要。

3:信号レンジは 40dBしかない。実測したaudio エンジニアが嘆いている。

無線用コンプレッサー回路の信号レンジとイコール。

 音楽CDでも信号レンジ80dBあるが、このダイヤモンドバッファでは その半分しかない。

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「動作させるとノンリニア。おまけに信号レンジ40dB.」
NFBで無理やり広げても「信号60dBは無理」。この冷酷な事実に絶望したからこそ、当時のオーディオ界は以下の狂気的な別ルートへと進まざるを得ませんでした。
  • 純A級動作:数アンペアのバイアスを流し、Vbeが動かない領域だけで強引に使う
  • 無帰還(ノンNFB):信号レンジは40dBでも、NFBによる高次歪みやTIM歪みを出すよりはマシと割り切る。   音源が信号レンジ80dBなので、40dBはコンプレッサー掛るのが、、、音でバレルぜ

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Mic

まとめ

1:差動入力回路の信号レンジ(理論値) 66dB.

2:ダイヤモンドバッファの信号レンジ(実測) 40dB.

3:CD音源の信号レンジは80dB.   

4: 古典のエミッター接地が信号レンジに余裕があるよ。

差動入力型、ダイヤモンドバッファー型は 圧縮された音を楽しんでいるのね。理解したわ。

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電源電圧 単一30vならば、信号レンジ90dBはねらえそうだね。 古典のエミッター接地。

 

1. 電圧振幅とノイズ床の「リアルな割り算」
ダイナミックレンジ(信号レンジ)は、「最大出力電圧」と「ノイズ床(残留ノイズ)」の比で決まります。
  • 最大出力(上サスペンション)
    ±15Vの電源があれば、最大で約 20V p-p(実効値で 7V RMS 程度)の信号を、クリップさせずに歪みなく出力できます。
  • ノイズ床(下サスペンション)
    古典的な超低ノイズトランジスタ(2SC1815や2SC2240など)を使い、エミッタ抵抗の熱ノイズを考慮して丁寧に設計すると、オーディオ帯域(20Hz〜20kHz)の残留ノイズは 20μV RMS 程度に抑えられます。
これをデシベル換算すると、物理的な計算は以下のようになります。

Db

理論上は110dB近くまでいけますが、ここに「実用的な歪み率(THD)の限界(-20dB分)」を差し引くことで、「歪みなく、ノイズに埋もれず、綺麗に使える美味しいレンジ」として「90dB」が確実に残ることになります。

だからこそ、歴史的名機は「エミッタ接地」でできている
動かせばノンリニアで40dBしか使えないダイヤモンドバッファ」と、「素のままで90dBのレンジを悠々と保証するエミッタ接地」。
この圧倒的な実力差があるからこそ、1970年代〜80年代のコンソール(MCIやNEVEなどの伝説的なレコーディングミキサー)や、高級プリアンプの増幅段は、例外なくこの古典的なエミッタ接地(またはその発展形)のディスクリート構成で設計されていました。NFBという「後からの誤魔化し」に頼る前に、回路そのものの骨格として90dBのダイナミックレンジを担保しておくことこそが、本当の意味での「低歪みで懐の深い音」を作る絶対条件だったからです。

エミッター接地はエンベロープ成分の吸い込みができるから、音の立ち上がりはいいのね。

2026年8月13日 (木)

日本において半導体アンプSEPP回路普及は1963年から1967年

日本の半導体アンプ黎明期 マイルストーン一覧
  • 1959年東芝 ── 5TR-193
    • ポータブル型トランジスタレコードプレーヤー。日本における「動く半導体アンプ」の最も初期の型番群。
  • 1962年トリオ(現JVCケンウッド) ── TW-30
    • 国産初のオールトランジスタ・Hi-Fi単体プリメインアンプ。SEPP(OTL)構成。
  • 1963年松下電器(ナショナル) ── HE-50型(ステレオH)
    • ご指摘の名機。「半導体のH」を掲げ、SEPP回路を搭載して大ヒットした国産初のオールトランジスタ・セパレートステレオ。
  • 1963年三洋電機 ── D-G1
    • 松下と並び、最初期に市場へ投入されたオールトランジスタ仕様のステレオ(電蓄)。
  • 1963年日立製作所 ── シンフォニカ・シリーズ
    • 自社製シリコンパワートランジスタの技術を投入した、高級オールトランジスタ・ステレオ。
  • 1965年ソニー(SONY) ── TA-1120
    • ソニー初の単体アンプ。世界初の全段シリコントランジスタ採用、準コンプリメンタリSEPP回路。
  • 1965年パイオニア(PIONEER) ── SMT-804
    • パイオニア初のオールトランジスタ仕様の単体プリメインアンプ。
  • 1966年オンキヨー(大阪音響) ── コンサートジュニア ST-55
    • 卓上型コンポの超ヒット作。トランジスタ式SEPP(OTL)回路を搭載し、同社をオーディオ専業へ導いた型番。
  • 1967年サンスイ(山水電気) ── SANSUI AU-777
    • サンスイ初のオールトランジスタ・アンプ。後発ながらトランス技術の知見を活かした完成度の高いSEPP回路。

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日本の半導体アンプ「第二弾」モデル一覧
  • トリオ(現JVCケンウッド)
    • 第二弾:TW-61 / TW-31 (1965年頃)
    • TW-30の成功を受け、回路技術の向上により音域の広さと安定性をさらに高めた本格展開モデルです [1]
  • 松下電器(ナショナル)
    • 第二弾:HE-60型(ステレオH・ニューモデル) (1964年)
    • 大ヒットした「ステレオH」の直系の第2世代機です。さらに薄型化とデザインの洗練が進められました。
  • ソニー(SONY)
    • 第二弾:TA-1120A (1967年)
    • 初号機の回路をマイナーチェンジし、フロントにヘッドホンジャックを搭載するなど実用性を上げた改良型です。または同年、普及価格帯の第二弾として「TA-1080」も投入されました。 [1, 2, 3]
  • サンスイ(山水電気)
    • 第二弾:SANSUI AU-555 (1968年) / AU-777D (1969年)
    • 満を持して出したAU-777の翌年、弟分としてより買いやすい価格にした「AU-555」を投入し、サンスイの半導体アンプの地位を不動にしました。 [1, 2]
  • パイオニア(PIONEER)
    • 第二弾:ISM-80 (1966年頃)
    • 初号機SMT-804の設計思想を受け継ぎつつ、さらに出力を高めて登場したソリッドステート・アンプの第2弾です。
  • オンキヨー(大阪音響)
    • 第二弾:コンサートジュニア ST-55N などの後継シリーズ (1967年〜)
    • 爆発的ヒットを記録したST-55の仕様をブラッシュアップし、ステレオコンポ市場でのシェアをさらに広げました。

1967年には第二弾がリリースされおり、主戦場は半導体アンプになった・


回路をみてまわったが、山水のAU-555をコピーしてつくると安全でいい音するとおもうよ。プリに2石。電力増幅に4石の片側6石。DC12Vで0.5W.  DC16Vで1Wクラスになるよ。

AU-555.pdfをダウンロード

AU-555のメインアンプ入口。 終段からの戻し信号(NFB)が上手いんだろうな。エンベロープ成分のこと 考えてあるね。

Sansui

ぺるけ氏の回路を読む   トランジスタ式ミニワッター Part2

Oldschema1

Oldschema2

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ぺるけ氏記事はここ

12v3

🧬 1kΩ経由のDC揺らぎが「FM変調」を起こす仕組み
  • 出力の特大エンベロープが1kΩを直撃
    • 信号が出力される、出力中点(5.9V)のDC電位が上下に波打ちます。
    • このダイナミックなDCのうねりが、1kΩの抵抗をバイパスして、初段エミッタ(5.1V)のノードへ直接なだれ込みます
  • 初段のコレクタ電流(バイアス)が根底からゆれゆれに
    • 前述の通り、ベース側(220kΩ/130kΩ)はフカフカで踏ん張りが利きません。
    • 1kΩからエミッタへDCの揺れが飛び込むと、初段トランジスタのベース・エミッタ間電圧(Vbe)が強制的に変調され、初段の直流コレクタ電流(Ic)が文字通り「グラグラ」に揺さぶられます
  • コレクタ電流の揺れが、接合容量(Cob)を直撃してFM変調へ
    • トランジスタの内部接合容量Cobは、この「直流コレクタ電流Ic」の量によってリアルタイムに変化します。
    • 1kΩ経由でDCバイアスが揺らされる ➔Ic が揺れる ➔ Cob が揺れる ➔ 高域の位相(時間遅れ)が揺れる、というルートで完璧なFM変調(周波数のうねり)が完成します。
📊 1kΩという定数の絶妙な立ち位置
1970年回路の「2.2kΩ」に比べると、今回の「1kΩ」は抵抗値が半分以下です。
  • 抵抗値が小さいぶん、出力のDCの揺れをよりストレートに初段へ伝えます
  • 一方で、コンデンサ(1000μF)との兼ね合いで全体の変調スピードやキレのバランスを取っており、まさに「直流を揺らしながらも、変調のトータルバランスを現代風に整えた絶妙なブレンド」になっています。

初段トランジスタの動的な動作をシミュレーション(SPICEなど)で解析すれば、AM変調(ゲイン・音量の揺らぎ)の度合いをほぼ正確に把握できる

初段をあえて高抵抗 220k,130kでベースに結線してるから、揺れやすいの。

 
 
 
 

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上記回路を基板化して実装させてみた。2023年3月のこと

 NFBが2 ルートで相が合わずに喧嘩してる。
 
トランジスタ式ミニワッターPart2 基板キット:  ぺるけstyle

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Kit

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YouTube: トランジスタ式ミニワッター part2.  ぺるけstyle.

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Sepp_amp01

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)

ダイヤモンドバッファ 回路の優位性確認

: バラ部品で100万分の1でしか特性が揃わないTRを選別して、バラ部品で回路構成することの優位性は?
 
A;基本回路としての優位性は「ない」
100万分の1の選別という幻想を剥ぎ取り、「肉付け(外付け)」というすべてのディスクリート回路に共通する要素を除外したとき、ダイヤモンドバッファ(LH0002型)をあえてバラ部品で組むことの「基本回路としての優位性」は、現代の回路設計においては実質的に「何も残らない」というのが冷徹な結論です。
  • 本質はコンプレッサー回路である
  • 大振幅で出力インピーダンスが跳ね上がる
  • ワンチップICプロセス(熱同期・寄生容量の極小化)の方がB級のメリットを遥かに活かせる
この3つの現実がある以上、バラ部品でこの基本回路を組むのは、技術的な合理性や優位性があるからではなく、単に「回路図がシンプルで、素人がバラ部品でハンダ付けして動かすのが簡単だから」、あるいは「歪み(コンプ感)による音の変化を、耳が『良い音』と錯覚して楽しめるから」という、完全にホビー(趣味)の世界の理由しかありません。
 プロの量産・実用設計の選択肢としてスピーカーアンプの出力段から完全に排除されている事実こそが、この回路の「基本トポロジーとしての敗北」を何よりも雄弁に物語っています。

Lh000002

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TEXS社が、最後は抵抗と同義 といっておるのでそうだろうなあ。
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。ここに公開済。

Lh120

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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Cfa01Cfa02

Cfa03

Cfa04

Cfa05

Cfa06

Cfa07

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10日 (月)

差動回路の歴史 :半導体利用での起点はワイドラー氏。

  • 1936年:イギリスの天才発明家アラン・ブラムライン(Alan Blumlein)が、ステレオ録音技術の特許と同時に、真空管を使った差動回路(ペアの共通カソードを高い抵抗でGNDに落とす回路)を考案し、特許を出願しました(1937年成立)。
  • 1938年:アメリカのフランクリン・オフナーが医療用(脳波計)の増幅器として差動回路を開発。
  • 1963年 ワイドラーがフェアチャイルドでμA702の回路設計を完了し、試作に成功 前モデルμA701で製造ノウハウを取得
  • 1964年 フェアチャイルド(Fairchild Semiconductor)社から商用(市販)製品として正式に一般発売
  • 1966年 (RCA CA3028)差動 + 定電流テールの基本形がIC化オイラが良く使うIC
  • 1968年 (フェアチャイルド μA741 / LM741):それにカレントミラー能動負荷やカスコード電流トランスファー、2段目増幅段までを統合した「完全なオペアンプ」へ進化。
  • 1973年〜 (金田式アンプ):これら1960年代後半に半導体メーカーの天才設計者たちが築き上げた「IC内部の完成された論理」を、オーディオ用の巨大なディスクリートパワー素子へ忠実に移植し、大電流・高耐圧仕様へとスケールアップした。

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「低い電圧のなかで、いかに電流を最適化し、後段の入力容量(ミラー効果)や非線形性に邪魔されずにゲインを絞り出すか」で考えだれたのがμA701.

ワイドラーは、トランジスタが持つ固有のVbe-Ic特性(指数関数:EXP)の非線形性を、差動ペアの「対称性」と「定電流テール駆動」によって見事に相殺(キャンセル)するトポロジーICの内部で完成させました。

「IC外部で 相殺する回路」成立には、パラメーターテスター と 標本1万個は必要。 統計学的には標本100万個ほしい。

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Kubotaamp1

upper と lowerを分断したアンプにも人気あることがわかった。

 1975年に発表された QUAD 405(カレント・ダンプ回路  電流帰還制御) が成功してるからね。

upper と lowerを分断したアンプで簡単なのはこれ。 JF1OZL  style 

Emitterfollowerpoweramplifier

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こういう発想もあったのね。

「エンベーロープを上手に吸い上て使ってる」古典。 目的外信号を打ち消す工夫がはいってる。

Photo

2026年8月 9日 (日)

ダイヤモンドバッファ回路には 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。
おまけにclass Bなので、波形でクロスオーバー歪を確認できます。
 「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。

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「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。


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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まめ知識です。 歴史は正しく後世につたえましょうね。

0101_3

2026年8月 6日 (木)

「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。

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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。

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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。

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25

上図のように CLASS C動作がこのみらしい

2026年7月28日 (火)

diy向けアンプキット: diy audioでのトレンド・ LOW-FIに人気あり

LOW-FIを狙ったKITを2つ紹介する。

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1:Wayne Colburn氏

op ampのバッファー回路をkit化した製品: 

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Q:4n35で何をしたかったのか?  。 変調につかうと波形汚いよ、音もにごったよ

A :変調です。戦前に普及した古典AM変調です。 内部Cも大きいので周波数変調も期待できます。

  

音響用フォトカプラーでは1つだけ、音が濁らないのがある。実験したのを公開済み(型番はわすれたが、回路図はすててない)

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2:Starving Student II Headphone Amplifier

変調を真空管にかけた作品。

音の直線性は皆無。

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FM変調もかかるのでエモ音にはなれる。 

本回路のエモーシャルサウンドの主たる成分は次式で表現できる。

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情報密度の限界(サンプリング定理や量子化の壁)があるから、究極的にはアナログ(ディスクリート)にしか道はない」という考えは、物理的・熱力学的な本質です

情報密度に無頓着であれば デジタルマンセーだよ。

エモサウンド発生基板(front 基板)を作図した。入力は0.32Vでゲインは20dB(3V出力)。入力限界は0.4v (出力4v.  15v供給)

このまま 後段sepp ampにいれて500ミリワット程度のアンプにもなるので、使いみちはあるとおもう。

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2026年7月27日 (月)

カレントミラー回路における信号レンジ限界の検証要約書 : 現実のレンジ限界考

1. 結論
バイポーラトランジスタを用いたカレントミラー回路において、音声信号を実用的な歪み率(THD)および線形性(リニアリティ)を維持したまま伝達できる動的信号レンジの物理的限界は、「最大でも約66dB(実用安全圏では40〜60dB)」である。大メーカーの特許公報やオーディオ誌が謳う「100dB超」といったスペックは、過渡応答やシリコン半導体固有の漏れ電流を無視した机上の空論であり、実回路においては達成不可能である。
2. 限界を決定付ける物理的要因
  • 不可避なリーク電流(50nAの壁):レンジ下限
    現代の極めて優秀な半導体(ICおよびディスクリートペア)であっても、接合部におけるコレクタ遮断電流(Icbo)や迷走電流として、最下層で最低50nA(ナノアンペア)前後の制御不能な漏れ電流が常時発生している。実作動時の温度上昇に伴い、このリーク電流は乗算的に増加し、微小信号領域のノイズ床(フロア)を決定的に汚染する。この50nAがコレクタ電流の実質的な下限を縛る絶対防衛線となる。
  • 小信号トランジスタ(2SC1815 / BC184L等)におけるベース電流上限100μAの制約:
    カレントミラーの制御精度を維持し、実効的な直線性や熱設計を担保するためには、アンプ回路に多用される 2SC1815 や BC184L などの小信号トランジスタが引き受けるベース電流((Ib)に「100μA(100,000nA)」という物理的な絶対上限が課される。これを超えて電流が流れ込むと、hFEの非線形急落(電流垂下特性)やベース抵抗の電圧降下により、ミラーの主従関係とインピーダンスバランスが動的に崩壊する。回路の歪みを防ぐための実効上限は、これら汎用小信号管の素子規格として100μAのラインで上限ロックされている。
  • ベース電流視点での隠れたリークとスペックの嘘:
    コレクタ電流下限50nAに対し、hFEを200〜400と仮定してベース電流の限界値を割り出すと、下限は0.125nA〜0.25nA(125〜250pA:ピコアンペア)という極小の世界になる。   
    上限100μAとの対比から、机上計算では「112dB〜118dB」という広大なレンジが導き出され、入力信号レンジ100dBが確保できるような錯覚におちいる。
    しかし実回路では、ベース・エミッタ間の接合面から制御不能なベース漏れ電流(Ibbo)が数nA規模で常時湧き出ている。回路が相似形を保つために必要とするpAオーダーの微小信号(情報密度)は、コレクタに到達する前、ベースの入り口の時点でこのIbboに呑まれて100%消滅する。さらに、2〜3mAのアイドル時におけるエミッタ動抵抗 の非線形な激変が入り口のインピーダンスを動的に暴走させ、リニアな伝達の天井を引き摺り下ろす。
  • 電流信号伝達構造の宿命と時間軸のペテン:
    カレントミラーは電圧ではなく「電流そのもの(Δ I)」で信号をリレーする。底辺(50nA)から上限のベース電流(100μA=100,000nA)までの実質的に制御可能な有効比率は2,000倍であり、デシベル換算におけるクリーンな信号レンジの上限値は「約66dB」となる。
    この極小の隙間でNFB(負帰還)をかけても、遅い時間軸(可聴周波数)では処理が追いついてリニアに見えるが、速い時間軸(100nAの極小信号や超高速パルス)では、反転駆動の処理が絶対に間に合わず、波形は非相似(歪んだまま)で突き抜ける。電気信号は電子の遅い移動ではなく、銅線の周囲の空間を光速で伝わる「電磁界の誘導」で伝達されるというマクスウェル(Maxwell)の物理原則から逃れることはできない。
  • アーリー効果の罠:
    信号スイングに伴うコレクタ・エミッタ間電圧(Vce)の動的変動は、カレントミラーの出力インピーダンスを瞬時に引き下げ、電流の取りこぼし(歪み)を発生させる。
3. 総括
したがってオーディオメーカーは2段カレントミラー等を採用しレンジ拡大(cd音源でも実測80dB、理論値100dB)しなければならない。物理計算ができないエンジニアはシングルのカレントミラーで悦に浸っているのが、現代オーディオ界の到達点である。
実在するdiyメーカーの回路図に見られる、上下の電流ルートを垂直に突き抜けて直結するような回路は、ハイファイな精度向上ではなく、レンジの狭さゆえに発生する非相似な歪みや動的コンプレッション(自己フィードバック)を逆手に取ったエフェクター的挙動に過ぎない。
マーク・アレキサンダー氏の電流帰還における2〜3mAの駆動段設計は、この100μAの天井と50nAの底辺のせいで「信号を一度閉じ込めると情報密度が低下する」という半導体の物質的限界(ジレンマ)を直視した上での、ギリギリの勝負であった。
「音が出れば勝ち組」とするその風潮を技術的に峻別するためには、50年前のサンスイ(山水電気)に見られる2段ミラー等の古典的知見を再学習し、50nAの漏れという現実を直視した冷徹な実機検証(レンジ確認)が必須である。
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📊 カレントミラーのレンジ拡大術:真のレンジ限界表(決定版)

方式(トポロジー) 実効信号レンジ限界 100dBに届かない物理的理由(天井と底辺)
1. ウイルソン型
(3本目補償型)
約 76 dB 〜 80 dB 【底辺のノイズ増加】 トランジスタを3本に増やすことでベース電流誤差は1/hFE²へ激減し、天井は広がります。しかし、3本目の素子が発する熱雑音(ショットノイズ)が底辺の50nAのリーク床をさらに押し上げてしまうため、結果として下のレンジが削られ、80dB付近で限界を迎えます。
2. ワイドラー型
(エミッタ抵抗非対称)
約 72 dB 〜 76 dB 【時間軸遅れの悪化】 出力電流を1/10〜1/100に縮小して取り出すことで下のリーク(50nA)を相対的に小さく見せかける技です。しかし、電流を極小に絞った出力側トランジスタはft(速度)が最悪の領域まで低下します。 マクスウェルの言う「時間軸の遅れ」が爆発的に増え、速い時間軸のパルスが入った瞬間に相似形が完全に崩壊(超ノンリニア化)します。
3. ブートストラップ型
(同位相動的バイアス)
約 80 dB 〜 85 dB 【過渡応答のタイムラグ】 Vceを一定に保つため、信号電圧(ΔV)に合わせて回路全体の電位をフワフワと揺らします。サチュレーション対策としては強力ですが、電位を揺らすためのコンデンサやバッファ回路に「数ナノ〜数十ナノ秒の追従遅れ(タイムラグ)」が必ず発生します。音が鳴ったアタックの一瞬、電位の同期がズレて結局アーリー効果がモロに噴き出すため、85dB付近が実質の天井です。
4. 汎用FET置換型
(2SK30 / 2SK170等)
約 70 dB 〜 76 dB 【ゲートリークとペアリングの闇】 ゲート電流がゼロになるため100μAの天井は完全に消滅します。しかし実在するFETには「ドレイン・ゲート間漏れ電流(Igss)」が数nA〜数十nA規模で存在します。 さらに相互コンダクタンス(gm)が低く、特性のバラつき(Vgsの不一致)が激しいため、ミラー比自体の直線性が非常に悪く、70dB台で折れ曲がります。
5. 2段カレントミラー型
(カスコードミラー / サンスイ方式)
約 85 dB 〜 90 dB 【ディスクリート半導体の絶対天井】 Vceを完全に固定し、アーリー効果(動的インピーダンス崩壊)をゼロに封じ込める最強トポロジー。素子の選別、熱結合、ノイズ対策のすべてを「死ぬほど上手にやって」ようやくむしり取れる聖域の数字。
これ以上は、どれだけ上流を追い込んでも消せない「50nAのリーク床」、素子倍増による「ショットノイズの蓄積」、そしてトランジスタ段数増加に伴う「マクスウェル遅延(高周波の位相回り)」というシリコン物性の限界に激突するため、100dBには絶対に届かない。50年前のサンスイが実現した人類史の最高到達点。

山水のエンジニアはすごかったのだ。

電圧変化を電流置換して後段に伝えるカレントミラー回路であるが、奇数次歪発生装置として優れておることを忘れてはだめだ。 生成される奇数歪起因で 音エッジがたちあがり、ftの高いTRほどエッジが強くなる特性がある。

音源の忠実性をもとめるならカレントミラーはさけておく。  信号レンジで シングル60dbしか確保できない回路をさわるよりは古典電圧増幅回路(電源電圧30V)なら、信号レンジ100dBはとれる

無線の音声信号レンジは60dBから65dBなのでCLASS A回路で成立する。オイラのワイヤレスマイク基板、真空管TXも60から70dBほどのレンジはある、

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カレントミラーが持つ特有の非線形性(奇数次歪)を排除するのではなく、「音作りの積極的なキャラクター(エッジ感やスピード感)」として逆利用・コントロールするディスクリートアンプの設計手法も存在する。

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

2026年7月2日の再掲。

「サウンドの余韻やエモーション、奥行きのある音」 ってのは回路的に55年前には解明されておる

ただaudio DIY派がそれに気ついていないので、今日はあげておくね。 わん。

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Amp02

Amp03

Amp04

回路設計上で 公開されておる余韻を生成するテクニックを公開するわ、わん。

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差動回路をニュートラルでなく片側負荷で使うのも余韻生成上では非常にベターな方法なのね

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Amp08**********************************

歴史の側面からみて西暦2000年には回路 vs 音 は解明されておる。余韻生成のノウハウはここ。

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これは このAI君。 ここ

中和コンデンサーがはいったDIYとして ぺるけ氏の回路は有名。

MARUTUのZAP-1000は エモショナル回路が3つはいっているので、エモ派の受けがよい。

「音源を忠実に再生派」なら聞いてわかるエモになるはずだ。

ここに 

よくまとめたWEBSITEがある。人間の心理面からの考察もかるくある。

エモーショナルサウンド回路の実例をあげておこう。(追記コメントよんでね)

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AI君との会話はここ。 

 
 

 
 
 
 

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

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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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まとめ

・設計ポイントは、初段のバイアスを動的に後段で揺らすこと。

エモ音は2~3%歪量にすること。大きいとエレキ系サウンドになる。

C10=152と大きく意図的にFM変調動作をねらっておるのが判る。(同相での信号戻しなのでサチューエションさせやすい)FM変調のデビエーションも増える。68kにとどめた理由はそれ以上ゲインをあげると 高域でバリバリ 云うからなのね。ft=150MHzのtrを使うと音声信号の高次でエッジになる。

audio屋の回路分析がいままでないが、ラジオdiy屋からのみると すんごく積極的に変調をかけているのが理解できる。

・自作FM帯ワイヤレスマイクに使うと、逓倍レスでデビエーション確保できはず。

Photo_2

上のは真空管ラジオ組み込み用AUX受け回路。さらっとエモ音発生回路にしてある。エモ音ネライにはTRを2SC1815BLにすること。(hfeの大きいのを使う)

2026年7月26日 (日)

「エモーシャルサウンドを生む回路」の紹介。1969年の技術。

ゲイン4倍(電圧ゲイン12dB)のエモーシャルサウンド:入力回路。 

0.5V入力でもクリップなしで後段に2v信号を伝達できる。

Emo

この抵抗値で回路化すれば 各段に色気と艶のあるサウンドに変身できる。プロ用プリアンプ 1969年販売品から回路はもってきた。56年前の古典なので権利は消滅。いわいる公的知財になる。

しかし、パターンレイアウトもフルコピーだと著作権の残24年がひっかかるる。

サウンド質の分析が科学的にすすんでおり人間工学がはじまった60年前とはスンゴイ進歩だ。

オイラ、弁理士法人(東京の名門 全国ランク10位前後)と戦う程度のオツムは持ってる。わん。

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上記エモーシャル音回路をのせた yaha amp.  0.8W弱程度の出力

Amp156

図中220オームは class ABの導通角を増やすテクニック(バイアスを深くする)。図中値で230度ほどはCLASS AB

入力50mVていどまでは完全な CLASS A (360度のA級増幅)。

8オームスピーカ使用で、出力35ミリワット程度範囲はCLASS A。 それを超えるとCLASS AB.

スピーカー駆動理論の比較一覧表。 電気物理学上では、電圧(電位)が主人公で 電流は従者。

電磁気学エネルギー論の歴史 と 教育の書き換え時系列表

〜1884年の理論発見から現代の高校物理のジレンマまで〜

年代 出来事 / 主要人物 区分 歴史的意義と教育への影響
1884年 ジョン・ヘンリー・ポインティング
(イギリスの物理学者)
理論の誕生 「ポインティングの定理(ポインティング・ベクトル)」を発表。エネルギーは電線の中ではなく、電線の「周りの空間の電磁界」を伝わって届くことを数学的に完全証明。
1897年 J.J.トムソン 粒子の発見 「電子」を発見。電気が粒子としての実体を持つことが判明。これにより回路計算では「電子の粒の移動(電流)」を主役とする教え方が後に主流となる。
1950年代 真空管全盛期 直感論の定着 エレクトロニクスの主役が真空管だったため、学校教育や工学の現場では「電子流ベース(電子の移動=電気)」の直感的な古い教科書・理論が完全に常識化する。
1964年 リチャード・ファインマン
(カリフォルニア工科大学)
世界的な再評価 伝説の講義録『ファインマン物理学』原著初版(電磁気学)を出版。「エネルギーは電線ではなく空間から横に飛び込んでくる」と、1884年のポインティングの定理を直感的な言葉で大再評価。世界中の大学教授に衝撃を与える。
1960年代後半 砂川重信 教授 ほか
(岩波書店)
日本への上陸 『ファインマン物理学』の日本語翻訳版が順次刊行。日本の物理教育界でも「電子流ベースの古い教え方を見直すべきだ」という機運が本格的に高まり始める。
1973年 砂川重信 教授
(大阪大学)
大学の書き換え 名著『理論電磁気学』(紀伊國屋書店)を出版。「電線の中の電気」からマクスウェル方程式をベースにした「空間(場)の電磁気学」へ、日本の大学教育を大きくシフトさせる決定打となる。
1980年代以降 日本の各大学 大学の定着 大学の電気磁気学の教科書において、回路のエネルギー論を語る際に「ポインティング・ベクトル」の記述が必須となり、現代の専門教育のスタイルとして完全に書き換わる。
1987年 山本義隆
(駿台予備学校)
受験物理の変革 伝説の参考書『新・物理入門』を刊行。東大・京大を目指す最上位層の高校生の間で、公式丸暗記(ニセ理論)を排し、微積分や「場(空間)」に基づいた本質的な電磁気学の理解が爆発的に広まる。
現在 文部科学省
(検定教科書)
書き換え停止中

指導要領に基づく高校の物理教科書では、1884年のポインティング・ベクトルは一切登場せず、今なお「電気=電子という粒の移動」を中心とする古い理論(1940年のスタイル)のまま据え置かれている。

日本は世界から遅れているのだ。

【補足】なぜ高校の教科書は今も書き換えられないのか?(大人の事情)

  • 数学的ハードル: 空間を伝わるエネルギー(ポインティング・ベクトル)を説明するには、高校数学の範囲を超える「ベクトル外積(クロス積)」や高レベルな「微積分」の概念が必須となるため

     教える側の知力が不足しておるとオイラは見ている。

  • 実用上の十分性: 日常の電気製品や簡単な電子回路を計算・設計するレベル(オームの法則など)であれば、「電子が流れている」と考えた方が直感的かつ単純で、実用上は十分に破綻なく成り立つため。
  • 教育の段階性: 最初はイメージしやすいミクロな「粒(電荷)の移動」で頭の中に基本を作り、大学の専門課程(寝ていない人向け)になってから「実は空間をエネルギーの波が伝わっていた」と明かす二段階のカリキュラムを採用しているため。

電気物理学上では、電圧(電位)が主人公で 電流は従者。

電気が電線をつたわる理由は、電線の「周りの空間の電磁界」を伝わって届くことを数学的に完全証明。

電線(銅線)の中を動く電子の移動速度(ドリフト速度)は、一般的な家庭用コンセントやオーディオ機器の環境において、秒速わずか「約0.1ミリメートル(1秒間に髪の毛の太さ1本分)」。

     電流駆動アンプとの説明ではSPから音がでるまでにタバコ吸えるのね。

 「ポインティングの定理(ポインティング・ベクトル)」を公開する :original_artigo_vetor_poynting.pdfをダウンロード
 
 ブラジルのパラナ連邦大学(UFPR)からダウンロードした。
 

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スピーカー駆動理論の比較一覧表

〜エネルギーの源流(電位)と空間論に基づく物理の検証〜

比較項目 ① 一般的な電圧駆動アンプ
(定電圧駆動)
② 電流駆動アンプ
(定電流駆動・ニセ理論)
③ ヤマハ YST
(負性インピーダンス駆動)
電気の源流
(イオン化勾配)の認識
イオン化勾配が作った「電位(電圧)」がエネルギーの源であり、すべての始まりだと認めている。 「電流」の量だけを論理の中心に据え、電位というエネルギーの根本を軽視・すり替えている。 「電位(電圧)」こそが絶対的な主人公であり、すべての根源だと確信している。
エネルギーが伝わる場所
(空間論)
電圧が空間に作った電界と電流の磁界の交差(電磁界の波)が、電線の「外側の空間」を伝わって届く。 空間の電磁界エネルギーを無視し、「電線の中の電子の粒(電流)の移動」だけを制御しようとする。 電圧という主人公が空間に作った「電磁界のエネルギー(ポインティングの波)」を100%制御する。
アンプの出力インピーダンス 極限まで 0 Ω に近づける。 理論上 無限大(∞ Ω) に上げる。 意図的に マイナス(負性抵抗) に設定。
ボイスコイルの直流抵抗 (Rv) 抵抗としてそのまま直列に残る。 抵抗を無視して無理やり電流を流す。 電気的に 相殺(ゼロ化) する。
アンプの電圧(電位差)制御 入力信号に比例した一定電圧を出力。 電流を固定するため、裏で電圧を激しく上下。 抵抗ロスを見越して 電圧(電位)を能動的に突き上げる
スピーカーの「逆起電力」対応 アンプ側でショートして電磁ブレーキをかける。 回路が遮断(∞ Ω)され ブレーキが消滅(破綻) 逆電圧をねじ伏せる 無限大のブレーキ(駆動剛性)
物理的なリニアリティ(歪み) ボイスコイル抵抗の電圧降下で、電流が絞られ歪む。 ブレーキを失ったユニットが慣性で暴走し、激しく歪む。 常に理想的な電位差が維持され、極めてリニア
低音再生(バスレフ共振) 空気圧の反作用に押され、低域の放射が頭打ち。 制御不能になり、締まりのない音になる。 反作用を完全にねじ伏せ、小さな箱で超低音を鳴らす

      直線性のないaudio ampが日本国内diy 分野で人気なのは、科学を理解しない層が多いからだろう。

電気が電線中を伝わるのは電波伝搬とおなじです

 
 
 
 

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「電波伝搬」と「電線伝送」の数式・物理比較一覧表

比較項目 📡 空中を飛ぶ「電波」の伝搬 🔌 電線(ケーブル)を伝わる「電気」の伝送
エネルギーの流れる場所 何もない「空間」を伝わる。 2本の電線の「間の空間(外側)」を伝わる。
主役(電圧・電界)の役割 電界(E):空間を幾何学的に歪ませる。 電圧(V)/ 電界(E):電線間に電位差の坂を作る。
脇役(電流・磁界)の役割 磁界(H):電界の変化に伴って生まれる。 電流(I)/ 磁界(H):電線の周りに磁力の輪を作る。
① エネルギーの大きさと向き
(ポインティング・ベクトル)
S = E × H
電界(E)と磁界(H)が交差した空間を、エネルギー(S)が光速で突き抜けていく。
S = E × H
アンプの電圧(E)と電流(H)が交差し、電線の外の空間をエネルギー(S)が走る。
② エネルギーの伝わる速度
(波の伝播速度)
v = 1 / √(ε・μ)
空間の誘電率(ε:エプシロン)と透磁率(μ:ミュー)だけで、光速(約30万km/s)と決まる。
v = 1 / √(ε・μ)
電線の周りにある絶縁体(ゴム等)の誘電率(ε)で速度が決まる(光速の6〜8割)。
※電子の移動速度(秒速0.1mm)は一切関係しない。
③ 主人公が支配する伝播式
(波動方程式 / 電報方程式)
∂²E / ∂x² = ε・μ ・ (∂²E / ∂t²)
電界(E)の変化が引き金(トリガー)となり、空間を波としてエネルギーが伝わっていく。
∂V / ∂x = -L ・ (∂I / ∂t)
電圧(V)の場所による変化が引き金となり、電流(I)を時間変化させる。
数式が示す物理的結論 電界(E)というポテンシャルがすべての引き金となって進む。 電圧(V)という主人公の変動が空間を支配し、電流を従えて進む。
【物理のまとめ】
数式が見事に証明している通り、電波と電気に本質的な違いはありません。電線とは「電気を中に通す管」ではなく、「電波がバラバラに散らばらないように、外側の空間に閉じ込めてスピーカーまで運ぶためのガイドレール」に過ぎません。電波は導管表層を使い、電気は導管内部をつかう。
 
電波伝播 と 電線中の信号伝達は 同じ公式で表現できる。
 電線は周囲の絶縁物の影響で光速度よりおくれる。
 
日本の高校物理は60年以上おくてれるぞ。
 

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