クラッシックのCDは何故売れないのか? -それはxxが悪いからです-

最近はあたりさわりの無い話題が多かったのですが、久しぶりにごっついネタを思い切って書いてみようと思います(小心者の私は批判が集中したらすぐに削除しますので早いとこ読んどいて下さい)。

以前ハイエンドショウに出展しているとちょくちょくお客様から聞かれたことがあります。それは
「音のいいクラッシックCDは無いですか?」
というものです、さらに、同様の質問に
「小編成の室内楽まではいいんだけど、オーケストラの音質が悪い・・・いいCDは無いのか?」
とアンプのデモをやっている(つもりの)弊社のブースに立ち寄って聞かれていくのです。

弊社のブースでは音楽CDはを販売しているのではなく音響機材を販売しているので、そもそもいいCDあるか?と聞かれるのはちょっと違うのですが、それだけお困りの方が多いということだと思います。

こういった同じ内容の質問を度々受けるので、正直ちょっと驚きました。驚いたのは弊社のブースでCDの質問を受けたからではありません、・・・・・私も全く同じ事を感じていたからです。というか、あーやっぱり皆さんそうなんだなーと思いました。

オーケストラのCDの音質が悪いのは理由があります。今の録り方だとまともな音質にはならないからです。
えーそれは楽器の数が多くて音が濁りやすいからでしょうか?  いえ全く違います。アンプ類の観点から言えば楽器1個だろうが100個だろうが全く音質的には(電気信号を増幅・伝達するという観点から言えば)まったく同じ事ですから。

じゃあなんで音質がわるくなるのか? といいますと、
現在オーケストラ録音をCDにすると必然的に、例えて言えば音質がトランジスタラジオ並になってしまうメカニズムがあるからです(ガーン表現古すぎ)。

どういうことかというと、ここからは実例を使って説明して行きましょう。

次のグラフはチャイコフスキーのバイオリン協奏曲作品35の冒頭部分です。中心の大きな振幅がオーケストラの演奏で冒頭の縦線の部分までがバイオリンのソロになります。

チャイコフスキーのバイオリン協奏曲作品35の波形
(クリックで拡大してみて下さい)

そのバイオリンのソロの部分を拡大するとこんな感じです。
バイオリンソロ信号の拡大図

バイオリンソロの平均音量(RMSパワーで)は-40dBくらいになります。CDはのダイナミックレンジは96dBですので、この内40dBは既に失ってしまいます。言い換えるとこの部分のバイオリンの音は約56dB(630倍、約9bit分)で表現されていることになります。これならなんとかなりそうなものですが、さらに悲劇は続きます。

こちらの図を見て下さい。これはバイオリンのソロ部分のFFTスペクトル(周波数成分に分解したもの)です。
バイオリンのソロ部のFFTスペクトル

一番左の矢印が基音(約350Hz)でそこから右に2次、3次高調波と続きます。楽器の音色を決めるのは高調波成分ですが、例えば5次(一番右の矢印)の音量は基音の20分の1位です(スペクトルの場合はピークの波高値ではなくピーク面積が音量になります)。計算するとこのバイオリンの5次高調波は30dBのダイナミックレンジ(32倍=630/20、5bit)で表現されていることになります。歪のレベルが3%もあるのです。

ですのでオーケストラのCDをいくら高級なステレオで再生してもどうにもならないという結論になってしまいます。

これはCDの歪というかダイナミックレンジの下限が16bit(-96dB)にあって、歪のレベルがそこに固定されてしまうという原理に由来します。これがアナログレコードだったら音量の小さい音に対しては自動的に歪も小さくなるのですが、CDはなどのデジタル音源の場合は小信号に対してひずみが大きくなるので根本的に音質が悪くなります。

クラシック音楽のCDが売れない理由の一因は(もちろん他にもあると思いますが)デジタル録音(CD媒体)にあると考えています。

他にも思い当たる事はあるのですが、長くなりましたのでとりあえず今回はここまでということで。

ところでオーディオデザインのホームページはこちらです。

今こんなことしています -パークオーディオさんのSP-

すっかり更新がご無沙汰してしまって申し訳ありません。久しぶりに最近のトピックをご紹介させていただきます。

?ドリームクリエーション(パークオーディオ)さんと試聴会でもやりましょうとお話を進めさせていただいています。最近は弊社もハイエンドショウなどもご無沙汰していて、試聴の機会がなかなかないのですが、スピーカーのメーカーさんなどと共同で試聴会をやれば一石二鳥では(?)という発想です。

写真はドリームクリエーション(パークオーディオ)さんで開発されたスピーカーユニットを使用したシステムです。
左がパークオーディオさんのSPシステムです。
現在こんな感じで置いています。

こちらのスピーカーユニットは非常に特徴があって、例えばウーハーはボイスコイルをダブルダンパーで支持しており、エッジでは支持していません。磁気回路が若干複雑になりますがこの方が音質的には良いとのことです(価格もフラッグシップというだけあって安くはありませんが)。

ユニットについては?ドリームクリエーション(パークオーディオ)さんのホームページに詳細な説明がありますので、気になる方は是非ご参照いただければと思います。

私の感じる大きな特徴としては低域の締まり方で、これまでヘッドホンでしか聞いたことが無かった(SPでは無理なのではと思っていた)締まった低音が出ます。低域の音階もはっきりわかります。低域限界もこの大きさにしては非常に伸びています。この低域の質感というのは他のSPでは出せないもので(少なくとも私は聞いたことがありません)これだけでこのユニットが欲しくなる人もいらっしゃると思います。

現状チャンデバを用いたマルチアンプ仕様ですが、今後ネットワーク使用も含めて検討中と思います。

試聴会の内容が具体的に決まりましたらまたご紹介させて頂きます。

ヘッドホンアンプ試聴会(フジヤエービック主催)の報告

1/29に青山スタジアムプレイスで行われたフジヤエービックさん主催ヘッドホンアンプ試聴会について簡単に報告します。

試聴会概要
この会はヘッドホン祭りよりも規模的には小さく大きめの一部屋で行われています。
10時半開場で午後5時までほぼずっと人が着ていました。午後4時過ぎはさすがに人が少なくなりましたが、朝からずっといる人もいて精力的です。

評判
弊社のヘッドホンアンプDCHP-100は昨年秋のヘッドホン祭りに出展しているので、製品に対する評価も同じですが、(聞いた中で)これが一番いいといってくれる人も必ずいらっしゃるので、評判はいいのだと思います。
特に今回良かったのがHIFIMANのヘッドホンを持っている人。このヘッドホンは感度が低いのでヘッドホンアンプの差が相当出るらしいです。

感想
これ言っていいんでしょうか?
ヘッドホン祭りもDAコンバーター試聴会も来場者の方は同じ人が多いんです。ですので販売的には大きなインパクトはないかも。でもいつも貴重な意見を多くもらうのでやっぱり有意義、密度の濃い一日でした。

今回の発見
HIFIMANのヘッドホンを使用している人が増えていた。今まではウルトラゾーンの人が多かったのですが、今回HIFIMANを使用している人がちらほら。
今回弊社のブースでずっと聴いているお客様にHIFIMANのヘッドホンをちょっと聞かせてもらいましたが、「これは凄くいいです」。ウルトラゾーンの様なズシッと来る低音に加え、なめらかな中高音(ここがUZとの違い)、非の打ちどころがありません、素晴らしいです。ただこのHPは能率が低いのでアンプは選ぶそうです。確かに弊社のHPアンプでも私が通常使用するレベルより10dBは高かったような気がします。このヘッドホンは欲しくなりますね、どれか一つHPを選べといわれたらこれかもしれません。ただお値段がちょっと(とはいえ弊社のヘッドホンアンプより安いのですが)。ヘッドホンメインの人にはどうってことない値段かもしれません。

アクセサリー
今回新しく作って持っていったアダプターは事務所で試しているときはいいと思いましたが、会場の様なちょっとうるさい所では逆に高音がうるさいくらいの方がアピールするので、ちょっと不評でした。ヘッドホンを常用している人はどれだけ中高音がはっきり聴こえるかが重要な人も多いようです。

持参の曲
皆さんがもってくるCDはアニメの様なものがプリントされていて、曲もきたことがないような物ばかりアニソンとか声優の歌とかゲームの曲とかだそうです。Jazzとかクラシックなんて聴いている人は殆どいないのでは?というかんじでした。デモに使用したの曲をずっと聞き入ってこの曲何ですか?っていう人もいました。若い人もJazz等に普段は縁がないだけで聞けば結構気にいるみたいでした。

お客様は15歳
弊社に立ち寄っていただいたお客様(男性)の中で、話をしていたら高1(高校1年生)だという人がいて驚きました。話がはずんで、いつのまにか人生のアドバイスをしていました。

写真を取っておいたのですが、フラッシュメモリが壊れて読めなくなりました。ということで画像はありません(スミマセン)。

パワーアンプのちょっと深い話(2) -出力段のスイッチング歪-

パワーアンプの出力段は通常AB級動作が一般的です。オーディオ信号に対してNPNトランジスタとPNPトランジスタで+-交互に電流を流しているのです。もっとも無信号(微小信号)時にはアイドリング電流としてNPN,PNP両トランジスタに電流が流れているので、この領域ではA級動作ですが。

また一般にパワーアンプの高域の歪は出力トランジスタがカットオフするために発生しているといわれています。過去解決策として擬似A級動作する様々な回路も提案された様です(これらの擬似A級回路は各社のノウハウとなっているようで回路が開示されているものは無い様です)。

その擬似A級の出力段を使えばパワーアンプの高域歪が低減できる可能性がありますので、その有効性を調べて見ました。擬似A級出力段回路は特に開示されているものが見当たらなかったので、独自に(苦労を重ねて?)考案しました。

最初に一般的なパワーアンプの出力段の回路を示します。3段ダーリントン出力段の基本回路で、実際のパワーアンプには位相補正、バイパスコンデンサ、保護回路などが付属していますが、ここでは省略しています。

パワーアンプ出力段の回路

この回路に出力に8Ω負荷を接続してサイン波を入力した時の最終段のパワートランジスタのエミッタ電流を実際に測定したのがこちらです。


(NPNトランジスタ部)                (PNPトランジスタ部)

<パワーアンプ出力段の出力電流特性>

バイアス電流を流してAB級動作をさせていても、負荷に電流が流れる際にエミッタ抵抗(RE1又はRE2)に電流が流れてバイアス電圧をキャンセルしてしまうため、トランジスタがカットオフしてしまいます。エミッタ抵抗は熱暴走を抑止するためには必須であるため、トランジスタのカットオフを防ぐ手段はありません。

一方、回路を工夫して出力段がカットオフしないようにすると、次のようになります。


(NPNトランジスタ部)                (PNPトランジスタ部)

<パワーアンプ出力段(擬似A級)の出力電流特性>

NPN,PNPが交互に電流を流すの同じじですが、常に最低限の電流が流れているところが相違点です。

それではこれらの歪率特性を比較してみましょう(テスト用のシャーシーで測定しているため通常より大きめに出ています)。

まず通常のスイッチング型のSEPP出力段の特性はこちらです。


通常のSEPP出力段の歪率特性

負荷のない場合は0.005%くらいで低歪です。8Ω負荷では周波数によらず一桁増加して0.05%くらいになっていることがわかります。

さて肝心の擬似A級出力段の歪率特性はこちらです。


擬似A級出力段の歪率特性

この結果を見ると残念なことに擬似A級としても(カットオフを防止しても)何ら効果は無いようです。結局パワートランジスタのカットオフ自体が歪みの原因ではないのではないかと思います。もちろんカットオフはしていなくてもスイッチング(NPNとPNPで交互に電流を供給する)はしているわけで、擬似A級にしたから問題が解決するということではないようです。

いろいろ検討していますという例として、今回は擬似A級の結果を紹介して見ました。

蛇足ですが、最近市販されているA級アンプ(ホントの純A級アンプ)は弊社のAB級アンプよりもは歪率が一桁くらいは悪いので、純A級にすれば低歪ということではなく、実際にはそのアンプの作り方(回路、実装技術)の方が歪率には効いているということもお忘れなく。

パワーアンプのちょっと深い話 −出力段はトランジスタかFETか−

一般にパワーアンプはアンプ類の中では不完全な部分も多く、それだけに音質差がつきやすいと思います。負荷になるスピーカーの4-8Ωというインピーダンスは実際に数Aの電流が流れます。電子機器というより電力機器でこれを20Khzの信号まできちんと制御するのは実は至難の業だからです。

俗にFET出力段のパワーアンプはxxという音質とか、FETデバイスにしたのでyyyとかいろいろ巷では表現されることがありますが、実際にバイポーラートランジスタとパワーFETをパワーアンプの出力段として比較した場合、どういった違いが出てくるのでしょうか?
今回この点について見解を述べてみたいと思います。

<一般論>
一般にFETデバイスは2乗特性と言われており(入力電圧の2乗に比例して電流が流れる)、そのため出力段をAB級動作させた際生じるスイッチング歪が小さいといわれています。ところが、ここが肝心なところですが、入力容量が大きいため前段のドライブ段の増幅回路の負荷が高域で低下し、高域の歪が増加しやすいという欠点もあります。実際のアンプではどうなっているのでしょうか?最初にアンプの教科書に掲載されている歪率を紹介しますと、

バイポーラートランジスタを出力段に使用したパワーアンプの歪率特性は
bipolar-text.jpgバイポーラートランジスタ出力段のパワーンプの歪率特性例

一方、FETを出力段に使用したパワーアンプの歪率特性は
fet-text.jpgFET出力段使用のパワーアンプの特性例

基礎トランジスタアンプ設計法、ラジオ技術社、黒田徹著より

この様にFETを出力段に使用すると歪率特性的には特に高域で悪化するのが普通です。最近よくあるパワーFETをたくさん並列動作させたものなどはもっと悪くなる恐れがあります。まあ通常聴感上は歪を感じるほどではないかもしれませんが・・・。

<オーディオデザインの比較結果>
FETとトランジスタで単純に比較する前にパワーFETを出力段に使用するには幾つか気を付けることがあります。それは、
・発振防止のためゲートに抵抗を挿入する
・位相補正コンデンサの最適化を入念に行う
・ゲートの入力容量をドライブするためにエミッタフォロア-で駆動する
特に位相補正はFETの入力容量が信号の大きさで変わるために非常に難しく、ある所で妥協するほかありません。まあこういった詰めを入念に行った上でできた特性として紹介しますが、弊社のパワーアンプ基板にパワーFETを装着した際の歪率特性を通常のバイポーラートランジスタと比較するとこうなります。

bipolar.jpgバイポーラートランジスタ出力段のパワーアンプの歪率特性

fetamp.jpgパワーFET出力段のパワーアンプの歪率特性

下がFET出力段を使用した時の歪率特性ですが、バイポーラートランジスタを使用した標準のパワーアンプと比較して、ほとんど同じくらい低歪で、特に高域はバイポーラートランジスタより良くなっています。この結果はFETの2乗特性によって出力段の歪が低下するという原理が現れていて、理想的な特性に仕上がっていると言う事ができます。

<バイポーラートランジスタとパワーFETの音質差>
さてこの様な特性下で音質を比較したらどうなるでしょうか?

答えは「判別がつかない(位どちらも良い)」です。
FET出力段にすると特有の音質がするものと思っていましたが、実際にこの2つを比較試聴するとほとんど同じで、シャーシー間の差以下の音質差でした。

パワーアンプを設計した際、実は出力段のデバイスにパワーFETも接続できるように当初から設計していました。製品のパワーアンプに使用しているのはバイポーラートランジスタですが、あとで直ぐにFETアンプを出そうと思っていたのです。一般にFET出力段のアンプの方が低音域が力強い音が出るといわれており、私自身もこれまでの自作の経験ではそうでした。ところが実際にバイポーラーTrのパワーアンプの後にFETパワーアンプを入念に検討し比較してみたら、ほとんど音質差がありませんでした。ですのでFET出力段のパワーンプの販売は止めました。同じ音質なのに品種を増やしても混乱するだけですので。パワーアンプに関しては他にもいろいろ検討していますが、なかなか現状より大幅に向上するということがありません。

以上今回はパワーアンプ出力段のお話でした。

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