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。

--------------------------------------

パワーアンプDCPW-100

パワーアンプDCPW-100のご購入はオーディオデザインの直販サイト

パワーアンプDCPW-100の詳細情報はこちらのホームページ

 

--------------------------------------

新年のご挨拶

皆さん明けましておめでとうございます。今年もよろしくお願いいたします。

(以下おとそ気分で書いてます)

昨年末はお陰様で沢山の御注文を頂戴しましてありがとうございます。また、このためブログなどの更新がほとんどできませんで申し訳ございませんでした。

今年も頑張って良い製品を提供していきたいと思います。

ざっと昨年を振り返って今年の抱負を述べてみたいと思います。

昨年の良かった事
・新製品をリリースできたこと
 ヘッドホンアンプ、バランス・プリアンプ
・生産体制を増強できたこと
 これまでにも生産体制を強化しようとは試みてはみましたが、必ずしもうまくいっていませんでした。今回ようやくこの部分を強化できました。
・オーディオ誌から各賞を頂戴したこと
 一昨年は新製品が出せなくて何ももらえませんでした。昨年はいろいろを賞を頂いたのでこれは素直に嬉しい事です。オーディオ雑誌の記事などではほめてもらうのが当たり前ですので、いったい全体の中ではどのくらいいいのか本音のところはわからないといったところもあるのですが、1年間の中で点数をもらえるというのは本当に印象に残る良い製品として評価していただいたということだと思います。

昨年の残念だった点
・新製品バランスプリアンプの販売活動(試聴用デモ機の準備、注文受付など)が殆ど出来なかったこと。
・ハイエンドショウ、試聴会等によるアピール(露出)が減ったこと
・特に後半ブログ、HPの更新ががおろそかになってしまったこと
といったところは反省点だと思います。

今年の抱負
製品を安定して供給していきたいことはもちろんですが、もう少し製品を試聴出来る機会を増やさなければいけないと考えてはいます。ショップでの取り扱い、試聴会の開催、直接販売等方法はいろいろあるかと思います。具体的に決まっているわけではありませんが、何かしらの方法でもう少し実際に弊社製品を聴いて頂く機会を増やさないといけないなーと常々思っているのです。(ご要望やいいアイデアがありましたらご教授下さい)

今年の新製品
まだ具体的には言えませんがいろいろと検討はしています。ただこれまでの製品の完成度が高かったので、それよりもいいものとなるとやはり簡単ではありません。時期が来たら紹介していきたいと思います。

と言ったところですが、今年も頑張りますのでよろしくお願いいたします。

12月近況と各種受賞のお知らせ

早いものでもう12月になってしまいました。
ブログもすっかりご無沙汰していますが、近況報告並びに年末恒例の賞など紹介したいと思います。

<最近の売れ筋>
お陰様でこのところ大型商品の注文が増えています。またDACの注文がいつにもまして増えてきました。ほとんどは特に新製品というわけではないので、ネットのどこかで評判になって・・・ということなのかと思いますが、正直良くわかりません。景気が良くなったというわけではないと思うのですが・・・・。
夏にオーディオベーシック等で弊社の紹介をしていただきましたので、その辺がじわじわ効いてきているのかもしれません。

<ブログに対する考え方>
本来ブログは日誌みたいなものですから思いついたことを書いていけばいいのですが、それでもやたらに情報を開示するのは最近は控えるようにしています。ブログの内容が充実しているのでファンになったという方も多いのでブログはしっかり書かなければいけないと思いつつも、書きすぎるといろいろ弊害も出てきますので、そこまで考えるとついつい筆不精になってきています。最近の内容に物足りないと思ってらっしゃる方もいらっしゃるかと思いますが、その点は申し訳ありません。

<年末の受賞>
年末といえばオーディオ雑誌恒例xx賞でしょう。お陰様で弊社製品もいくつか入賞していますので紹介させていただきたいと思います。

ヘッドホンアンプDCHP-100

音元出版


オーディオ銘機賞
ヘッドホン関連機器
受賞

ピュアオーディオグランプリ
ヘッドホンアンプ(10万円以上)
受賞

ヘッドホンアンプはデザイン的にもちょっと差別化されていますのでその辺も評価いただいた要因と思います。

DAコンバーターDAC-FA0

無線と実験誌
テクノロジー・オブ・ザ・イアー
弊社のDAコンバーターはスペック的には若干地味でUSB入力もついていませんし、当初192KHz入力対応とうたっていなかったので、たくさんあるDACに埋もれがちなのですが、この製品が受賞したのは本当に嬉しく思います。マルチビットダック+アナログフィルター+ディスクリート構成など技術的には大変特徴のあるものです。皆さんハイビット再生に飽きて音質そのものに着目されてきたのかもしれません。この製品の受注が増えてきたことは非常に嬉しいことです。

バランスプリアンプDCP-200
ステレオサウンド社
ベストValueコンポーネント
プリアンプ60万円未満


弊社の今年の新製品バランスプリアンプがステレオサウンド誌の「ベストValueコンポーネント」に入賞しました。ステレオサウンド誌のリストに掲載されるのは全製品を通じ初めてです。同誌は海外ブランドも含めたくさんの高額商品を評価されており、その中での入賞は大変嬉しい結果です。

今年はその他弊社としてもいろいろ進展があり(外からは見えにくいかもしれませんが)充実した1年でした。来年もよろしくお願いいたします。

工房は筆を選びます

ご存知の通りこちらではオーディオ製品の製造をしています。
オーディオ製品という関連もあるのですが、工具もある意味特殊なものがあった方がいい場合もあります。

オーディオ製品の中で特に信号線に近いところは磁性体を嫌うのでネジなどは鉄ではなく黄銅製(といってもメッキされているので外観ではわかりませんが)のネジを使用することが多いのです。

ネジを締めるのはドライバーですが、一般にドライバーの先っぽは磁石になっていてネジを保持してくれます。ところが非磁性体のネジの場合はドライバーにくっつかないので、左手でネジを保持してドライバーを回す必要があり、非常に作業効率が落ちます。

ということでこれの出番になります。

「先生出番です」

これはただのドライバーじゃあ?    
と思ってはいけません。
只者ではないことは、こうするとわかります。「エイ!」


ネジを一度挿すとなかなか取れない。

このドライバーはWERAというところが作っているもので、先端に溝がありそこに砂の様な物が埋め込まれているので、一度ネジに挿すとなかなか取れないのです。非磁性体のネジにはこのドライバーが必須で一度使うと手放せません。

秘密はこの先っぽ。

唯一の欠点は高価なことで、これ1本で普通のちゃんとしたドライバーが4本くらい買えるのです。
それと寿命があって数ヶ月も使っていると食いつきが悪くなってきます。まあ毎日使っているのですから仕方ないのかもしれませんが。

ということで今回は趣向をかえて工具の話をしてみました。

ヘッドホン祭り2011秋はこんな感じでした

10/29(土)にヘッドホン祭りが青山で開催されました。
弊社に関して簡単にレポートします。

今回から少しレイアウトが変更され、ちょっとマニアックな感じのヘッドホンアンプを出している所が一つの部屋に集められました。ヘッドホン祭りの入り口は7階ですが、その(秘密)部屋は8階の向かって右側になります。この部屋は前回共同通信さんがセミナーをやっていた部屋で、7Fの会場から螺旋階段を登ったところになります。この部屋はもちろん8Fエレベータ前からも行けるのですが、まずそこに部屋があるかどうかわかりにくいので、この部屋まで来る人が全体の1/2から1/3位とちょっと寂しい感じになってしまっていました(あくまで私見ですが)。

特に始まって30分くらいは部屋に鳥(閑古鳥)が飛んでましたから。
というより前の場所が正面入口を入って直ぐだったので、これまでが恵まれすぎていたと言うことでしょう(前回のおしくらまんじゅう的な感じが懐かしいです)。

今回は再生環境を2系統準備しました。それとデモ曲を選びやすいようにアルバムジャケット、ジャンルを明示したデモ曲5,6っ曲をクリックすれば再生がスタートするようにセッティングしたので、操作はわかりやすかったと思います。


弊社の今年のセッティング状況(2セット用意しました)


開演中はこんな感じになります。

機材は(必ずしも業者を使用せずとも)普通に運び込めるのと、1日で終わるのと、これに慣れるとハイエンドショーが億劫に感じてしまいます(費用も格段に違うので・・・)。

今回利便性からカテゴリー別に分けたのだと思いますが、出展社側からすると以前のような入り乱れた感じのほうがやりやすかったです。