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2026年7月27日 (月)

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。

Amp01

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。

Amp05

Amp06*********************************

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

Amp07

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。

Amp101

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)

Tl

101014_5

Jp1111

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

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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Ba283333

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。
 

2026年7月25日 (土)

Neve BA283 AM & AV  ルパート・ニーヴの回路 その2

トランジスタの特性は、Vbe変化とIcはリニアではない。バイアス電位を人為的にコントロールしてしまうと 直線性は失う。 

 終段がお仕事すれば勝ってにVbeはあがる。 それを蓋する回路は、非直線性増幅器。簡単にいうとコンプレッサー回路。

Vbe_1

ttc004bの特性図。Vbeが低いとノンリニアになる。 このノンリニア領域を使う技もある。艶のあるおとにはttc004bでは200mA流したい。

Data2

Ib と Icはリニア。 

もしもsepp バイアスを触る場合には 「トランジスタのVbe非リニア特性をどうするか?」が観点。

101014_5

終段バイアスをQ9,Q10で触ると終段の直線性は失われる。それゆえ上図は出口波形の直線性はない。

実験する場合には、 Q9,Q10利用で「終段の逆指数関数」にマッチするように変化させること。関数を喧嘩させて直線になるように仕組むこと。 それを成功させた人間はいない。応答時間の同期性がないから 破綻する

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📊 0.2Vのベース電位のあばれが「動的FM変調」を起こす物理数式

歪率計にはただの「エラー」としてしか映らない、日本人が好むリアルな音(色気・うねり)の正体。音声信号によってベース電位が0.2V幅でAM変調された際、トランジスタ内部のPN接合容量(コンデンサ成分)が自ら大あばれする現象を支配する基本方程式である。

【第1式:ベース直流電圧(V)による接合容量のあばれ】
Cj(V) =
Cj0
(1 -
V
φ
)m

📌 各パラメータの物理的意味

  • Cj(V)動的接合容量 (音声信号の形をなぞってリアルタイムに変化する、トランジスタ内部のコンデンサ成分)。
  • Cj0ゼロバイアス容量 (電圧がまったくかかっていない静止時の、素子本来の素の容量)。
  • V加わる電圧(0.2V幅のあばれ) (出力側からの巨大なACフィードバックによって、ベース直流ラインを上下に揺さぶる古典AM変調の主成分)。
  • φ拡散電位 (シリコン半導体の物理定数。トランジスタがONになるための約束の電位、約 0.6V〜0.7V)。
  • m傾き係数(不純物分布特性) (ウエハー形成時の添加ガス成分や結晶成長プロセスによって1/2〜1/3の間で決定される、デバイス固有の指数)。
結論: ベース電位(V)が0.2V幅で古典AM変調を起こすと、この公式に従って分母が指数関数的に激変し、内部の容量 Cj が高速であばれ狂う。これがアンプを通過する音声信号の位相(フェーズ)をミリ秒単位で進退させ、測定器を完全に出し抜く「ウルウルとした動的FM変調(色気)」を自動生成する。

📈 ショックレー博士の掌の上:出力電流(Ic)を爆発させる「指数関数の方程式」

オーディオの教科書は「トランジスタは電流を直線的に何倍(hFE)にする素子だ」と嘘をつくが、現現実(本質)は真逆である。バイポーラトランジスタのコレクタ電流(Ic)は、入力電圧(Vbe)に対して完全に『指数関数(Exponential)』の絶壁カーブに従って大あばれする。

【第2式:トランジスタの剥き出しの野生(コレクタ電流指数特性)】
Ic ≈ Is · e
Vbe
VT

Vbe_2

📌 指数関数式における重要パラメータの正体

  • Icコレクタ出力電流 (音声の形(1kHz)に合わせて、足し算ではなく数千倍のオーダーで爆発的に増減する、野生の電流成分)。
  • Vbeベース・エミッタ間電圧(0.2V幅の大あばれ) (12Vに窒息させた1815BLのベースラインを上下に揺さぶる、今回の実験の核となる動的入力電圧)。
  • VT熱電圧(常温で約 26mV) (地球の物理法則で固定された超微小な物差し。この26mVの狭い世界に対して、0.2V(200mV)のあばれをぶち込むことで、電流カーブは絶壁を一気に駆け上がる)。
  • Is / e飽和電流 / ネイピア数(自然対数の底:約2.718) (半導体の結晶構造および宇宙の数理が決定する絶対的な定数)。
 

Neve BA283 AM & AV  ルパート・ニーヴの回路 その1

「技術的に深い解釈を行うことを目的としています」

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2023y01m08d045911587

これのAM変調とFM変調が生み出すサウンドが 高い評価を得ておるらしい。R10の値大小でAM変調具合が可変できる。

入力信号の5%相当でTR4のベースをゆらしAM変調かけてる。

Ba283333_2

無線用MIC AMP(12V電源)に 書き直してみた

Photo

Q1のベース電位変動はシミレーションで表現された。青いラインだ

3

作図すればわかるが Q1のベース電位がレンジで0.2V(入力信号の5%)程度でAM変調がかかる。ベース電位が上下にあばれるとFM変調が自然にかかる。(1950年に公開済み)

このトランジタ特性については、下記の本がわかりやすい。

51gyhdmnffl_sy445_sx342_ml2_

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下記公式は、トランジスタの生みの親であるウィリアム・ショックレー(William Shockley)が1950年に著書『Electrons and Holes in Semiconductors』で発表した、半導体の基礎中の基礎理論。 

工業系大学での電気物理基礎として学んでいるはずだが、そういうインテリは絶えたのか???

ベース電位が暴れるとFM変調できるしくみを式で公開する。

📊 0.2Vのベース電位のあばれが「動的FM変調」を起こす物理数式

歪率計にはただの「エラー」としてしか映らない、日本人が好むリアルな音(色気・うねり)の正体。音声信号によってベース電位が0.2V幅でAM変調された際、トランジスタ内部のPN接合容量(コンデンサ成分)が自ら大あばれする現象を支配する基本方程式である。

【第1式:ベース直流電圧(V)による接合容量のあばれ】
Cj(V) =
Cj0
(1 -
V
φ
)m

📌 各パラメータの物理的意味

  • Cj(V)動的接合容量 (音声信号の形をなぞってリアルタイムに変化する、トランジスタ内部のコンデンサ成分)。
  • Cj0ゼロバイアス容量 (電圧がまったくかかっていない静止時の、素子本来の素の容量)。
  • V加わる電圧(0.2V幅のあばれ) (出力側からの巨大なACフィードバックによって、ベース直流ラインを上下に揺さぶる古典AM変調の主成分)。
  • φ拡散電位 (シリコン半導体の物理定数。トランジスタがONになるための約束の電位、約 0.6V〜0.7V)。
  • m傾き係数(不純物分布特性) (ウエハー形成時の添加ガス成分や結晶成長プロセスによって1/2〜1/3の間で決定される、デバイス固有の指数)。
結論: ベース電位(V)が0.2V幅で古典AM変調を起こすと、この公式に従って分母が指数関数的に激変し、内部の容量 Cj が高速であばれ狂う。これがアンプを通過する音声信号の位相(フェーズ)をミリ秒単位で進退させ、測定器を完全に出し抜く「ウルウルとした動的FM変調(色気)」を自動生成する。

📈 ミラー効果によるあばれの巨大化:内部Cobの動的変化による Δf(周波数変調)方程式

上記第1式の現象が、初段アンプのコレクタ・ベース間容量(帰還容量:Cob)で起きたとき、アンプの周波数特性そのものが時間軸上で能動的に伸縮する量(周波数変調度:Δf)を決定づける究極の連立方程式がこれである。

【第2式:Cobの動的変化が起こす Δf(ミラー効果変調)】
Δf(V) ≈ - fH ·
Av · ΔCob(V)
Cin + Av · Cob0

📌 Δf式における重要パラメータの正体

  • Δf(V)動的周波数変調度(うねりの深さ) (音声の強弱に応じて、アンプの周波数特性自体がリアルタイムに変調・伸縮する量)。
  • Av初段トランジスタの電圧ゲイン(増幅率) (これこそが変態挙動のコア。トランジスタ固有の**ミラー効果**により、容量のあばれ幅を数倍〜数倍へと能動的に巨大化・ブーストさせる)。
  • ΔCob(V)Cobの動的変動量 (ベース電位が0.2V揺さぶられたことで、第1式に従って発生する帰還容量Cobのリアルタイムな増減差分)。
  • Cob0ゼロバイアス時のCob初期値 (2SC1815BLなどのデータシートに記載されている、静止状態の素の出力容量。約2.5pF〜3pF)。
  • Cin / fH入力浮遊容量 / 基準高域カットオフ周波数 (回路全体の骨組み定数によって決定される、静的な基準動作ライン)。

⚠️ 中学生には理解で苦労する「動的接合容量がなぜFM変調に化けるのか」の真実

 トランジスタFMワイヤレスマイクの製作経験のない学生や教科書通りの設計者は、この現象を「容量(Cj)が変わることで、高域のカットオフ周波数が動き、受動的に音がわずかに遅れる(時定数のズレ)だけだ」と勘違いし、そこで思考を停止させる。彼らには、トランジスタ内部で起きている『能動的な変調の再合成』が見えていない。

この回路の真髄は、出力からの強烈なフィードバックが初段Q1のベース直流電位そのものを0.2V幅で音声の形(1kHz)に変調(AM変調)させている点にある。ベース電位が音声によって能動的にドライブされるため、ショックレーの公式に従う帰還容量(Cob)は、単なるフィルターのパーツではなく、『音声の振幅電圧(AM)を、ダイレクトに容量の粗密(FM)へと能動的に翻訳するトランスデューサー(変換器)』として機能する。

【物理現象の本質的ロードマップ】
音声信号がアンプ全体の帰還を巻き込み、ベース直流電位を0.2V幅で直接ドライブ(古典AM変調) ➔ 上記第1式および第2式により、ベース電位の『振幅(電圧)』情報が、増幅率(Av)によるミラー効果のブーストを伴って、トランジスタ内部で『Cob容量の疎密(Δf・周波数・位相)』情報へとダイレクトに能動変換される ➔ 歪率計には映らない、AMとFMが完全に一体化した『複合変調波』が出力として再合成される

ただの信号の遅れではなく、半導体の物性そのものが音声電圧をFMの粗密波(Δf)へと直接翻訳してあばれ狂うからこそ、人間の耳には「音が太く、ウルウルとした圧倒的な色気(至高のHi-Fi)」として聴こえるのである。   

 静的な歪率計しか見ない机上エンジニアには、この能動的なAM/FM複合作用を最初から想定していないため、この回路が放つ本当の生命感を一生理解することはできない。

ミラー効果によりブースト量が増えるので、工業物理系大学で習うはずなんだけどねえ。

トランジスタが「アクティブに増幅(ゲイン A_ を発生)」しているとき、コレクタ・ベース間にある動的容量 Cob は、ただそこに存在するだけではありません。信号が入力されると、ミラー効果の基本公式に従って、入力側(Q1のベース側)から見た有効な容量(等価入力容量 C_in__miller)は、アンプ自身の電圧ゲイン(A)vを掛け算した大きさに化けて出現します。

1110

Cobが ゲインで乗算されて 増えるとFM変調は楽になる。 真空管でも3.5PFあればFM変調管になれるので、トランジスタのCobが0.5pfでもゲインで掛け算され10pf程度になる。 ここまで増えてればガンガンとfm変調はかかるんわ、 わん。

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 LTspice程度では位相変調は表現できない。

良い音の正体は、変調による歪(目的外信号波形)である。 1950年の論文そのままだ。

ショックレー博士の掌で踊ってるだけだわ。

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下図はam変調、fm変調が深く掛るので評価がいいらしい。 ただし原音の忠実性は低い。(出口波形の相似性が劣る回路)

これもショックレー博士の方程式で支配されてる。 工業系大学出身なら理解するはず。

101014_4

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ま。オイラは機械分野でよかった。 3次元的に確認できること中心なので、やれやれと思う。

audio の歪率計で計測できることは??。 IC製造工程での音色影響について

「技術的に深い解釈を行うことを目的としています」

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静的な測定を前提とした従来の「歪率計」では、この1935年技術(古典AM/FM複合変調)が起こす動的な色気を捉えることは物理的に不可能です。

101014_3

どうしたら変調具合を測れるか??

 現代のオーディオアンプは歪率計の数値を競う「静的なクリーンさ」を追及しているが、
本稿で扱うCLASS B動作をベースとした変態的プッシュプル回路は、「静的なクリーン」思想とは真逆な思想になっている。


これは、音声信号によって直流電圧(バイアス)とインピーダンスを同時に揺さぶる、「1935年確立の古典的AM変調」と「動的FM(位相)変調」の複合システムである。


1. 音源による歪計測で「できること」実際の音源(複雑なマルチトーンや音声信号)を流し、
高周波(RF)無線の測定アプローチを応用することで、初めて可視化できる動的現象。
【AM変調度の可視化】オシロスコープX-Yモードによる「台形観測」音声のダイナミクスに応じて直流(バイアス電圧)が上下にあばれる「古典AM変調」の深さを、きれいな台形波形として画面上に叩き出すことができる。

【FM変調・位相あばれの捕捉】リサージュ波形の「動的な太さ(ブレ)」
音声の強弱によって接合容量がミリ秒単位で激変し、通過時間が進み遅れする「動的位相変調(FM成分)」を、線のぶ厚いブレとして観測できる。

【側帯波の出現】FFTウォーターフォール表示による「動的スペクトラム」声の立ち上がりの瞬間だけ、基本波の根元に発生する「側帯波(サイドバンド)」のエネルギーを3次元的に記録できる。

2. オーディオ歪率計(THD)に「できないこと(無視される領域)」
従来のオーディオ用歪率計(ノッチフィルター+高調波足し算方式)が、その測定ロジックの限界ゆえに完全に切り捨ててしまう盲点。

101154 の完全な無視歪率計は基本波 fより上の有限な高調波しか計測しないため、動的変調によって床下に新しく生成される「下側側帯波(LSB)」や「下位倍音(サブハーモニクス)」の存在を100%測定漏れにする。

測定対象である静的な限界信号が、 本回路のように動的に激しく動くことで初めて発生する「有機的なうねりや色気」を、測定器は単なる「ノイズやエラー」として一括処理し、数値化・評価することができない。

 
 
 
 

結論「日本人耳に心地よい『Hi-Fi』の正体】

オーディオ歪率計の物差し(欧州的な、数学的・対称的な正しさ)では「欠陥品(壊れたアンプ)」としか評価できないこの回路のあばれ(複合変調)は、自然界の「1/fゆらぎ」に酷似している。

歪率計に「できないこと」の領域(下位倍音や側帯波のうねり)にこそ、人間の耳(特にゆらぎを解する日本人の耳)が「最高の色気、太さ、リアルなHi-Fi感」として知覚するマジックの主成分が隠されているのである。

 
 
 

方向性

激しくAM変調、FM変調をかけると 信号入力段の風味がきえてしまうので、そこは注意。

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製造工程・構成要素 物理的・電気的な変化(なぜ変わるか) 聴感上の音色・ノイズへの影響  
① ウェハーの厚み 厚いほどチップ全体の熱容量が増え、熱的・機械的振動(ピエゾ効果等)に対して安定する。薄いと熱応答は早いが、基板からの歪みストレスを受けやすい。 【厚い】 音の重心が下がり、腰の据わった太い音になる。
【薄い】 レスポンスは早いが、線が細くキンキンしやすい。
 
② N層/P層の添加ガス成分 ドーパント(リン、ボロン、ヒ素等)のブレンドやガス純度で、結晶欠陥の量が激変。キャリアの移動度や1/fノイズ(フリッカノイズ)を左右する。 不純物や欠陥が少ない(ガス純度が高い)ほど、音の背景の「静寂感」が極まり、微小な空気感(エロさ・解像度)がリアルに浮き出る。  
③ レーザートリム:汎用IC 【トリムなし(標準)】
焼き切り工程を一切行わず、ウェハー上の結晶成長そのままの個体差(ミスマッチ)を抱えたまま出荷される。

良くも悪くも「ガサツで大雑把な音」になりやすいが、高級ICのような神経質さがなく、「泥臭く、ガッツのある『いなたい』サウンド」として独自の味になる。

 8インチウエハー

 
④レーザー トリム:高級IC 【トリムあり】(高価)
ウエハー段階のテスト中にレーザーで薄膜抵抗を微細に焼き切り、入力トランジスタのミスマッチ(オフセット電圧)を物理的にヌル(ゼロ)へ追い込む。
測定器上の歪率やDC精度が極限まで跳ね上がる。聴感上は「抜群の透明感、立体感、シャープな解像感」が宿るが、後段のパッケージ収縮ストレス(標準モールド等)で元の木阿弥になりやすい繊細なガラスの美しさ。 トリムは3インチ・4インチ限定。  
⑤ リードフレームの純度 一般のタフピッチ銅から無酸素銅(OFC)や4N〜6N銅への変更。結晶粒界での信号(電流)の電気的パルスの歪みや熱起電力を抑える。 純度が高いほど(高価)、中高域のトゲや突っかかりが抜け、シルキーで歪み感のない澄んだ音色になる。歪みっぽさが消える。  
⑥ ボンディング線の材質
(4大金属の特性差)
【金 (Au)】 小信号ICの標準。アルミパッドとの接合界面の安定性が高い。

【銅 (Cu)】 近年の高集積・コスト対策用。金より電気導電率が高い。

【銀 (Ag)】 超ハイエンド・高熱伝導用。酸化対策が必要な特殊プロセス。

【アルミ (Al)】 10Wアンプ等、大電流(パワー系)ICの絶対的標準。太いワイヤ(超音波ウェッジ接合)で数アンペアを駆動。
【金(高価) 艶やかで、ミッドレンジに豊かな色気が乗る優等生サウンド

【銅】 高域の立ち上がりがシャープで、低域の押しが強いソリッドなパワー系。

【銀(極めて高価) レンジが宇宙的に広く、ハイスピードでどこまでも伸びる高解像度。

【アルミ】 固有のハンダ的な「いなたい」落ち着きがあり、中低域がガツンと太く、スピーカーをゴリゴリ押し出す骨太な音色。金線のような過度な高域のシャリつきがない。
 
⑦ 封止材:樹脂 【標準モールド】
安価な一般モールド。硬化収縮でチップを物理的に圧迫する。

【ロー stress(高価)
硬化時の収縮率を極限まで抑え、チップへの圧迫を低減したオーディオ専用樹脂。
【標準モールド】
チップが物理的に締め付けられることで、音が硬く突っぱり、ダイナミクスが死んだ平面的な音場になる。

【ロー stress】
締め付けから解放されるため、突っかかりが取れて音が柔らかくなり、奥行きや左右の立体感が豊かに広がる。
 
⑧ 封止材:CAN 【メタルCANパッケージ(最高に高価)
内部が中空(または不活性ガス封入)の金属缶。チップへの外部応力や硬化収縮ストレスが物理的に「完全ゼロ(100%解放)」。強固な金属壁による外部電磁シールド効果も最強。
【メタルCAN】 内部応力由来の微小な動作アンバランスが100%消失する。音が驚くほど伸びやかで、ストレスフリーな解放感と圧倒的な静寂のリアリティが宿る。一度聴くと戻れない魔力がある。  
⑨ 洗浄等薬液・プロセス ウェハー表面の可動イオン(ナトリウム等)や有機不純物の除去度。不完全だと表面リーク電流が増え、ランダムノイズや経時劣化の元になる。 洗浄の精度が極めて高いと、「サー」というホワイトノイズやプチプチした雑音が劇的に減少し、超低域の解像度が上がる。  

IC製法ですでに公開されておる 音色との関連をあげてみた。

エンジニアであれば既知の公開済み情報(30年前からの公開物)なので、目新しいことではないがdiy派むけにどうぞ。

新川ボンダーが元気なころ(1980年から2000年)には オイラもボンダーオペレートはできたし、 ccd カメラがチノン製だった。

新川ボンダーの育ての親は、富士電機 黒田部長。 部長には世話になった。

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山田製作所(アビックヤマダ)が元気なころには、時折 顔出しておった。 山田製作所時代が懐かしい。

音響向けicは ボンダーは銅線使用がいまは主流。

オイラは、製造系のFA装置を設計するおっさんです。

2026年7月 2日 (木)

「ノンフィードバック」と謳うのは、物理法則を無視したただのファンタジーです。わん

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AI君のご意見。ここ、なかなか強くいいますわ。

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このAI君のお考えは ここ

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「デジタルがhi-fi」は神話なのね。 

連続した信号を刻んで50%は捨てるのがデジタル。捨てた情報でも音に復調できるのがBTL.

BTLを採用するなら 刻んですてなきゃ いい話。  商業ベースに音楽が巻揉まれるから、妖しい商品が請ける。流行る。 

デジタルから可聴音へ復元は メーカーごとに音色がことなる。同じだと信じておるのは かなり間抜けだ。 デジタルカメラの発色がメーカーことに違うのと同様に、SOUNDも違う。

おまけに欠損信号の復元方法は手法がちがうので、 端末で再生音がちがう。スマホ機種分の200種程度は復元音がある。PC CHIPも含めりゃ300くらいはあるだろう。 それを同一視するのはかなり無理。

「エッジをあげて コンプレション掛けて復調」が流行りなので、原音なんてものはどこにあるのか不明だよ。

「△▽の音はよい」と云われても元端末がおなじ場合には評価できるが、A社のスマホ、B社のスマホの音源評価しているだけの可能性が強い。

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セラミックCHIP多用した音源はSOLIDに傾く。 

ケミコン多数の音源は、 スッキリした音にならない。 液体だからどうしてぷわぷわする。

理由はここ。 この違いが聞き分けできないなら DIYはあきらめて批評家になったほうがいいと思うよ。

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現在に近いほど技術があがっておるか? というと、 いいえがある。

FM放送のLR 分離はアナログIC利用で60dBから50dB.  デジタルでは50dBから40dBと劣っている。SNに至ってはFMアナログチューナーが30dBほど デジタルより優れている

デジタルチューナーでSNが悪い音を聴くのが流行っている と云うと皮肉交じりの真実だ。

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