本当はハイレゾ音源の再生なんて出来ていません

新しいプリアンプDCP-110を発売したが、じつはこのプリアンプはこれまでとは違うアプローチをいくつかしています。その中のひとつ、ダイナミックレンジについて説明します。

実は「ハイレゾ音源」の音はどんなハイエンドシステムでも聴くことは出来ません。

192KHz、24bitの音なんて最初からどうやっても再生できないのです。

代表的なオーディオ再生装置におけるプリアンプまわりの信号レベルを示したのが次の図です。

CDプレーヤーの後、プリアンプに入り、パワーアンプ(100W級)を経てスピーカー(90dB/W)に出力されることになります。一般的な条件で再生するとプリアンプのボリュームは大きく絞った状態で使用するのが普通です。平均試聴レベルは90dB(1W)程度とすると、プリアンプの出力(パワーアンプの入力)レベルは通常0.1V程度です。プリアンプにはフラットアンプ(20dB)があるのでボリュームで絞った直後の(最大)信号レベルは10mVになってしまっています。

通常のオーディオシステムのダイナミックレンジは13bit程度しかない

アンプ内のノイズレベルは数uVはあるので、SN比は80dBしか取れないことになります。80dBというのはデジタル信号に換算すると13bit程度で実はCDの信号すらきちんと再生できていなかったことになります。

実際にはノイズレベル以下の音でも(ノイズよりも小さい音でも)聞き取ることはできると思いますので、CDフォーマットの16bit分の音を聴き分けているかもしれませんが、それでも16bitがいいところでしょう。

 

DCP110ーDynamicRangeCr

プリアンプのダイナミックレンジ、SN比は一般に100dB以上ありますが、それは測定時にボリュームを最大にして測定しているからで(これはこれで測定方法としてはただしいのですが)、実際の使用状態のSNではないのです。

DCP-110ではダイナミックレンジが17bit確保されています

DCP-110ではまず入力部でボリュームを通す前にフラットアンプで増幅するので、先ほどの実使用時における最小信号レベルは0.1Vと、従来のプリアンプよりも20dB改善されています。この手法を使用してようやく100dBのダイナミックレンジ(約17bit分)を確保することができました。

DCP110block

この信号レベルを落とさないという手法は音質上非常に有効で、言葉で表現するのは非常に難しいのですが、SN感、透明感、力感などすべてが向上します。

一般のプリアンプが何故フラットアンプを最初に置かないかというと、置かないのではなく、置けないのです。フラットアンプを最初に置くには20Vの出力がとれるアンプが必要になりますが、それは技術的には難しいので(opアンプでは出来ません)、そういう発想そのものがなかったのです。

ほんとにしょぼかった-55dBパッシブプリの音

実はこの信号レベルを落とさない方が良いというのは、逆の経験があったからです。

以前にパッシブアッテネーターを販売していましたが、これは最小レベルが-55dBでした。この最小レベルの音が出ているか確認するのに、パッシブアッテネーターの後にプリアンプを挿入して信号レベルを上げて試聴テストしていました(2個めのプリアンプを入れないと音が小さくて聴こえないからです)。この一旦-55dB落とした音というのが、もうしょぼいのなんのって、言葉には言い表せない音の悪さでした。

一般のプリアンプでもここまでひどくなくとも、同様に音質劣化の原因があるので、これを根本的に改善したらどんなにいいだろうということで、考えたのがこのアンプinファースト構成です。

 

 

パワーアンプ出力段に関する考察(2) -エミッタ抵抗を取れば特性は良くなるか?-

前コラムでパワーアンプから大電流が流れた場合エミッタ抵抗に発生する電圧降下によってバイアス電圧が消費され、トラジスタがカットオフしてしまうということをお話しました。 それではこの悪さをするエミッタを無くしてしまえばいいのでは?とは誰しも考えるところです。そもそもエミッタ抵抗は何故入れてあるのでしょうか?

エミッタ抵抗の役割

標準的SEPP出力段

標準的SEPP出力段

このエミッタ抵抗の役目はトランジスタの熱暴走防止です。トランジスタは一度温まるとより電流が流れやすくなるという性質をもっていて、このサイクルが繰り返して温度が限りなく上昇してしまうのです。これを熱暴走といいます。エミッタ抵抗は、トランジスタに電流が流れた際に入力電圧を打ち消す方向に電圧が発生するので、このエミッタ抵抗一本で負帰還をかけているのです。このエミッタ抵抗Reに必要な値の計算方法は

Re>Θjc・Vc/500

から求まります。ここでΘjcはトランジスタ熱抵抗(℃/W)で通常1(℃/W)程度です。Vcは電源電圧50V程度ですのでReは0.1Ω以上必要なことがわかります。またこの式は温度補償素子をトランジスタに直接熱結合させた場合で、放熱器に温度補償素子を固定した場合は、放熱器の熱抵抗も考慮する必要があります。実際には0.2Ωから0.5Ω位の抵抗を付けるのが普通です。

エミッタ抵抗レスで熱暴走を抑止できていると思えるアンプが無い これまで、エミッタ抵抗レスをうたった市販パワーアンプは私が知る限り2例ありましたが、驚くべきことに、そのいづれもが回路図を見る限り、熱暴走に対する対策が必ずしも充分では無く、熱暴走する可能性のあるものでした。先に述べた式は熱暴走を起こさない必要充分条件であって、上式を逸脱していても、熱暴走が必ず起こるとは限らないので、通常の使用ではひょっとすると問題ないのかもしれません。

エミッタ抵抗レスのSEPP出力段

エミッタ抵抗レスのSEPP出力段

少し話はそれましたが、このエミッタ抵抗が無くても熱的に安定な回路を新たに考案し(これは非常に苦労して考案しました)、SEPP出力段の歪率特性を計測してみました。

エミッタ抵抗を除去しても歪率は改善されない 驚いたことに、歪率は少し改善されたものの、スイッチング現象は解消されず、歪率も少し低下した程度でした。何故かというとパワートランジスタそのものにも抵抗成分があるので、外付けのエミッタ抵抗を無くしても、総合的には改善されなかったのだと思います。 トランジスタの内部では100ミクロンれべるの細いAuワイヤで配線されていることと、内部配線の抵抗が小さいとしても。トランジスタそのものが動作点で0.数Ωの抵抗があるので(Ic対Vbeの傾きという意味で)、エミッタ抵抗を無くしてもスイッチング現象が消滅しなかったのだと思います。もちろんある程度の改善(最大でも半減程度)はするとは思いますが、本質的な対策にはなりえなかったのです。

エミッタ抵抗の代わりに電流センサーを使用するのはまったく無意味 さらに、あるメーカーのパワーアンプでエミッタ抵抗の代わりに電流センサーを使用してエミッタ抵抗をなくして特性を改善したと主張する物がありますが、これはまったく無意味です。 SEPP-Re0-1 電流センサーを使用してエミッタ抵抗による電圧降下をなくしても、同じ熱安定性を得るためには別途バイアス電圧をエミッタ電流に比例して降下させる回路を組む必要があるからです。このバイアス電圧降下回路を組まなければ熱暴走の危険性がありますし、バイアス電圧降下回路を組んでいるとすれば、抵抗1本ですむものをわざわざ複雑にしているだけで意味がありません。 というわけで、パワーアンプの出力段のスイッチング現象による特性悪化に関する試みは多いのですが、的を得ていないと思われるレベルのものが多いなというのが私の印象です。

パワーアンプ出力段に関する考察(1) -出力段のスイッチング現象、アイドリング電流はどこへ行った?-

はじめに

パワーアンプが他のアンプ、例えばプリアンプなどと異なる点はなんといっても出力段です。

他のアンプ回路と異なり数A単位の電流が流れるので設計が異なることはもちろんですが、どう上手に回路設計しても、不完全性が残るためどうしても気になるところなのです。

現在市販されているパワーアンプも、設計者によって様々な工夫が凝らされています。ただその効果については果たして意味があるのか疑問を抱かざるを得ないものも多いので、ここで少し詳しく解説してみたいと思います。

多少の回路知識がないと、内容は完全には理解しにくいかもしれませんが、およその雰囲気は判っていただけると思います。

パワーアンプ出力段に関して以下の順で解説していきたいと思います。

1.出力段のスイッチング現象は何故発生するのか?
アイドリング電流はどこへ行った?

2. エミッタ抵抗を除去しても特性は良くならない!?

エミッタ抵抗をなくした回路  まずそのものの安定性が怪しい

3. エミッタ抵抗の代わりに電流センサを使用しても意味が無い

4. 擬似A級回路は何故評価されなかったのか?

 

1.出力段のスイッチング現象は何故発生するのか?

実ははそもそもこれが疑問でした。パワーアンプといえどもアイドリング電流を流しているので、無信号時にはトランジスタの+-側両方がONになっています。信号が入力されてもこの一定のアイドリング電流が流れているので、そもそもトランジスタはOFFにならないのでは?と思ったのです。(以下の説明では簡単な説明とするため、実際とは値が多少異なります)

SEPP-1パワーアンプで使用される出力段(SEPP)回路、アイドリング電流が最初から流れているので出力段トランジスタはカットオフしない(のでは?)

 

SEPPLoadパワーアンプ出力段の回路例(考察用です)

 

SEPPLoad20

無信号時、アイドリング状態では各トランジスタに0.6Vのバイアスが掛かっており両方共ONの状態になっています。(説明を簡単にするため、実際とは値が多少異なる場合があります)

ところが実際に負荷を接続して比較的大きな電流が流れている状況をかんがえるととします。この状態では下図の様になってしまいます。8Ω負荷を接続して2Aが流れた状態になると(出力電圧が16Vになると)、電流が流れるためエミッタ抵抗に1Vの電圧が結果的に発生してしまいます。この場所で、すでにバイアス電圧1.3Vの内1Vのを使用してしまっているので、下段のトランジスタにはもうバイアスがかからなくなり0.3Vの逆方向に電圧が掛かってしまいます。つまり下段のPNPトランジスタはOFFの状態になってしまいます。

これがスイッチング現象です。すなわちエミッタ抵抗によるバイアス電圧をキャンセルする成分の発生が悪さをしていたのです。

SEPPLoad21

 

それではエミッタ抵抗を小さく、あるいはなくしてしまってはどうかということです。ここからが、議論のはじまりなのですが、これはこれで問題があるのです。

 

 

スピーカーケーブルとラインケーブルの試聴結果(SPケーブル編)

今回はスピーカーケーブルの試聴結果です。

スピーカのケーブル試聴はスピーカケーブルを実際に交換して(セレクターなどは使用せず)行いました。接続を変えている間、しばらく時間がかかるので微妙な違いですとわからないこともあると思いますが、スピーカーケーブルの音質差は、ラインケーブルとは異なり、かろうじてケーブルの接続変更(瞬時切り替えではなく)でもわかると思います。

試聴結果のまとめ

長くなるので先に試聴結果をまとめてみました。

  •  全機種で他社のケーブルに比較して、中高域の雑味(一種の変な音)がとれた様に聴こえる。
  • 低域の力感・量感も向上しているように聴こえる。
  • 上位機種ほど一種の艶が乗る(これがいいかどうかはシステム次第)
  • 再生系の解像度が高い場合には低価格機種の方が逆に良いと思える事がある
  • 上位機種ほどケーブルが硬い(最上位機種はにしきへびと格闘する覚悟が必要で端子にもそれなりの応力がかかる)
  • 私の再生系ではOasis7、Equinox7が(価格、音質、取り回しが)調度良かった(ので購入しました)

メーカー又は代理店の肩を持つわけではないのですが、このメーカーのSPケーブルをお薦めしたいと思います。より安価なモデルもあるので、それでも充分かもしれません。

以下試聴時のシステムと試聴メモです。

試聴システム

CDP:DCD-SA1 DENON
(RCA)
プリ:DCP-210
(RCA)
パワー:DCPW-200
(テストケーブル)
スピーカー:CDM-NT1

型式 外観 ペア2mの価格の目安(千円)
Silver Ecripse7(6N-Cu+Ag) clip_image002.jpg 305
Ecripse7(6N-Cu) 166
Equinox7(6N-Cu) 061-WWSP1-640 93
Oasis7(OFC) 061-WWSP1-640 56

 

SilverEcripse7 高域の荒さ少なくなる低域力強くなり音もくっきり 音が立体的 出た瞬間良いと思える 嫌味がなく 空間を作る感じ
Oasis7 音がまろやか 高域にギラツキがあるか 弾む フォーカス甘い感じ
Ecripse7 Silverと似ている音 ややだぶつくような感があるか
Oasis7 に変更 低音量感増える 全体的にまろやか 力感増える ざらつき低減
Ortofon やや平面的か 高音ややぎらつく 高音は綺麗 力感はないもののまろやか
Oasis7 低音量感ある 中高音活き活き 生々しい 力強さある
Ecripse7 音が上品 全て出る感じ、中高音少し強くなる音の抜け良くなる力強さと中高音のバランス良い緻密さ出る 超低域で伸びる感じある
SilverEcripse7 全体のバランスとれる どれを聴いても綺麗で安心できる音 子音が目立たない 上品さがある 中高音がはっきりするが嫌味がない まろやかで心地よい

 

さらにスピーカーをJBL4429に変えて聴き比べてみました。

Ortofon やや平面的か 高音ややぎらつく 高音は綺麗 力感はないもののまろやか
Oasis7 低音量感ある 中高音活き活き 生々しい 力強さある
Ecripse7 音が上品 全て出る感じ、中高音少し強くなる音の抜け良くなる力強さと中高音のバランス良い緻密さ出る 超低域で伸びる感じある
Ecripse7シルバー 全体のバランスとれる どれを聴いても綺麗で安心できる音 子音が目立たない 上品さがある 中高音がはっきりするが嫌味がない まろやかで心地よい

翌日、再度これまで使用していたOrtofon SPK-3900QSILVER に戻してから再評価しました。

Ortofon SPK-3900QSILVER  いつもの音、高域やや荒いか
OASIS7 低域力強い 雑味とれる ややおとなしめか 悪くいえばつまらいない音
Equinox7 Oasis7力強さに艶を乗せた感じ 美しいが強い音 まろやかさもある 音が前に出ている やや色気乗るがいやらしさが無い

たまにはこういう評価もいいものです。

といいますか、珍しく「ケーブルを聴き比べてみるか」 思わせてくれた機種でした。

 

スピーカーケーブルとラインケーブルの試聴結果

今回はスピーカーケーブルとラインケーブルの試聴結果を報告したいと思います。

 きっかけ

ケーブルの試聴報告はゴマンとありますが、私はあまりケーブルには凝らない方で(アンプの中身の方に気が行ってしまうので)ケーブルに関して、あまり検討したことはありません。

ですので、いろいろなケーブルを試聴しているわけではないので、どの程度参考になる結果かは保証できませんが、アンプの一製作者のレポートとしてみていただければ幸いです。

そもそも今回ケーブルの比較をしようと思ったのは、そういう機会があったからといってもいいかもしれません(かといって今後もあまりケーブルには凝らないと思いますが)。

先日の音元出版さん主催の試聴会で弊社のアンプとDynaudioのFOCUS340を使用して、いろいろケーブルなどを中心にアクセサリーの交換、追加などしたのですが、その中で「あ、これはいい方向に変わったな」と思えたのはワイヤーワールドさんのスピーカーケーブルでした。その会場でそれまで標準で使用していたのはモガミの3104だったと思います。

代理店にお願いしてその2週間後3/29(土)の試聴会ArbitaryTimeでもワイヤーワールドのケーブルを使用させていただきました。

この際何種類かお借りしたので、良い機会なのでケーブルの試聴を一気にしてみました。

ですのでその結果を忘れない内にご報告させていただきます。

ちなみに、弊社で通常使用しているケーブルは次のとおりです。

RCAラインケーブル

モガミの2511というオーディオ用同軸ケーブルを使用しています。

RCAピン端子はコレットチャックの手頃なものを買ってきて、2511をつないで作っています。

このケーブルはどちらかというと低音側に重心が移り、弊社のアンプとの相性も良いと思います。

モガミのケーブルはこれにかぎらず、いわゆるオーディオ用ケーブルの値段ではなく、普通の電線としての価格で提供されているので、そういった意味でも使いたくなるケーブルです。

スピーカーケーブル

スピーカーケーブルは最近はオルトフォンのSPK-3900QSILVERというケーブルを使用していました。このケーブルは銀コートの4芯シールド付きのケーブルです。このケーブルは高音域が妙に綺麗な音がします。基本的に高音域に癖がつくと嫌らしく聴こえるのが普通ですが、このケーブルはなぜかそういったネガティブな要素なく、「あれ、こんなにきれいな音だったっけ」と思える変化が微かにあったので気に入っていました。ただ最近はその独特の良さも聞こえなくなってきた気がします。銀は酸化しやすいので経年変化してしまったのかもしれません。使用してから3,4年たっていますので。

 ケーブル試聴の方法

ケーブル間の音の違いというのは特にラインケーブルでは非常に微妙でケーブルを付け替えて判るくらいの違いは出ないことの方が多いと思います。

今回、ラインケーブルの方は瞬時切り替えでケーブルを試聴比較出来るようにして評価しました。この方法だと違いが何とかわかります。我ながらいい方法を見つけたもんです。

ラインケーブルの比較試聴方法

ラインケーブルの試聴はCDプレーヤーの出力とプリアンプの入力にRCAとXLRの両方があることを利用して図のようにRCA/XLR両方のケーブルを接続します。プリアンプセレクターを切り替えることでRCAとXLRのケーブルを瞬時切り替えできるので、一応ケーブル試聴ができるようになります。同じRCAどうしを直接比較することは出来ませんが、RCAを基準にXLRケーブルを比較試聴した後に、XLRケーブルを固定してRCAケーブルを比較するとそれぞれの試聴ができます。

lineCableセレクターで使用ケーブルを瞬時切り換えして音質差を判別する。(CDプレーヤーからは常時RCA,XLR出力されている)

パワーアンプはDCPW-200

スピーカーはJBL4429, B&W CDNT-7NT

このB&Wは役不足と思われるかもしれませんが、弊社のアンプではどちらかというとあまり相性が良くない(中高音が結構うるさい)ケースとして使用しました(ちなみに今のB&Wならバッチリです)。

試聴に使用したCD

SymphonicitiesPirates of the Caribbean (Original Soundtrack)Vreath(ブレス)~My Favorite Cocky Pop~ザ・ベスト ベルリン・フィル12人のチェリストたち他

試聴結果

タイプ

型式

試聴結果 備考
RCA

モガミ2511

基準(ref)です CDプレーヤとDCP-210との間に使用
XLR

オヤイデ

PA-02TX

うるささややとれるかも 音の広がりが狭くなるが好ましいかも Refが微妙に悪く聴こえる
XLR

Wire World

Eclipse7

高域うるささとれ きらびやかさ少し消える 音程が下がった感じ ボーカルがやや引っ込むが自然
XLR

Wire World

Eclipse7 Silver

Refと同じバランスになっった やや華やかさが付く Refよりざらつきが少ないか
XLR

??

マイクケーブル?

やや低域豊かに  ややおとなしくなる 差は微妙 再現性は?

 

つぎにXLRをWire World Eclipse7 Silverで固定して、RCAケーブルの比較試聴をしてみました。その結果がこちらです。

タイプ

型式

試聴結果 備考
XLR

Wire World

Eclipse7 Silver

基準(ref)です CDプレーヤとDCP-210との間に使用
RCA

Wire World

Eclipse7

ほぼ同じ音 微かに本RCAケーブルが音が前に出るか、XLRの方がふっくら
 
RCA

Wire World

Oasis7

同じ区別がつかない、 アコースティックギターで音がやや前に出るか  
RCA

Wire World

Equinox7

RCAなのに落ち着く音 XLRの様なバランス  
RCA

Sony

HIFIオーディオ用(かなり昔のもの)

やや荒く明るい音シャキシャキした感じ、音量が大きくなった感あり音がより前には出るがちょっと安っぽい音か? これまでのケーブル比較とはかなり異なるレベルの差異がある  

この後、さらにWire WorldEquinox7のRCAとXLRケーブル間で比較試聴したのですが、音は同じで判別できませんでした。

感想

ちょっとわかりにくかったかもしれませんが、以上がラインケーブルの試聴結果です。今回の様に瞬時切り替えで何度も切り替えてかろうじて分かるレベルの差異のものが多く、差し替えて試聴比較した場合には、まったく私にはわからなかったと思います。ただ、一つソニーの昔の安いオーディオケーブルだけ異質ななり方で、これだけはおそらく差し替え試聴でも判るレベルの差でした。このケーブルだけは安っぽい、雑味のある音で後は結構微妙な差でした。一番気に入ったケーブルをあえてひとつ選ぶとすると、Wire WorldのEquinox7でこれは購入することにしました。

長くなりましたので、SPケーブルは別に報告したいと思います。

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