Pure Digital Audio 2013年06月

マルチアンプシステムをホーンスピーカーで組むときのノウハウ

マルチアンプ方式に挑んで３年ほど経ったが、パッシブネットワークの音を最近まで越えられなかった。やっと最近ホーンからきれいで優雅な音が出るようになった。

分かってしまえばそのコツは簡単な事だった。
なんでこういう情報がどこにも（日本では）書いていないのか不思議に思う。こういうことよりはるかに難しいタイムアライメントなどに関しては色々記事があるのに。。。

結果的に、私が見つけるのに３年かかったコツは下記。

（１）ホーンスピーカーは超高能率なので、大出力アンプをそのまま繋いだのではアンプの音の良い出力領域を使えない。パワーアンプ出力は１Ｗでも十分なくらいだ。小出力でノイズの少ないアンプを選ぶべき。

（２）ホーンスピーカーはインピーダンス変化が大きいので、アンプから見たインピーダンス補正用のホーンターミネーターが要る。（アンプからなるべく多くの電流を流して、その能力を最大限活かすため）

（３）もし大出力アンプをホーンに繋ぐ必要があるなら、上図の下の絵のアッテネータ型のホーンターミネーターが要る。こうすることでアンプの特性の良い出力領域を使える様になり、インピーダンス変動も吸収できるしノイズも減る。

くれぐれもこれらの抵抗には無誘導型の抵抗を使って欲しい。（ＤＡＬＥのＮＨがお勧めだ）また、トランス式のアッテネーターは、”パワーアンプから多くの電流を流した方が音が良い”という観点からすると使わない方が良いパーツだと思う。

市販の８オームなどのアッテネーターを入れても良いのかもしれないが、音がどうかは私は知らないし実験もしたくない。。。

既存のパッシブネットワーク回路にはこういったノウハウが自然に含まれているので、何も考えなくても良い音で鳴る。やはり長年のノウハウは捨てたものではない。

こういった基本の基の技術が多く語られないのが変だよね。おかげで３年もかかっちまった。。。

ホーンスピーカー駆動の新常識（ホーンターミネーター）

ぼんさんが素晴らしい記事を見つけてくださった。

基本的に私が思ったことと同じだ。

　　　resistor parallel over compression drivers

要約すると、私は単にパラレル抵抗のみだが、frank23さんはアッテネータ状にしてパラレル抵抗は1.2オームという低い値にする。

双方のやり方に一長一短が在ると思う（私はアンプからなるべく多く電流を流すことに着目し、frank23さんはスピーカーをダンプすることに着目しているのだろう。）ので、まあどっちでも良いんだけど、あえて自己主張すると、、、

（１）抵抗一本の方が簡単（良い抵抗は結構高い）
（２）５オーム一本の方がよりアンプから多く電流が流れる
（３）スピーカーにシリーズに抵抗を入れるのは好ましくない。抵抗の音が加わるしダンピングも悪くなる。
（４）大きな出力のパワーアンプを繋ぐ必要があるなら、分圧する形の方が良いが、小出力アンプを使って分圧しないシンプルな形にするのがベストだ。

といったところですかね。特に（２）はかなり影響が在ると思うので、私はシリーズ抵抗は絶対に入れない。。。と言いながらネットワークを入れている私ですが。。。

とにかく、同じような事を考える人がいてうれしい！

実は私今までは、調整が便利なのでマルチにしていましたが、聞いた感じはパッシブネットワークの方が音が良いのではないかと思っていました。（なので、５００Ｈｚのネットワークが手放せなかったのですが、やっと放出する気になりました。）やっと理由と対策がはっきりしました。三年かかりました。

ホーン駆動に向くアンプの選別

ホーンターミネーターを取り付けたら、ホーンが今までとはまるで違う次元の音で鳴るようになった。とてもシルキーでかつメリハリがあり、深みも有る。これこそホーンだ！！

恥ずかしいので、今までのホーン駆動に関する記事は無かった事にしたい。しかも音が悪いのはみんなアンプのせいにしていたが、実は違っていた。アンプによる音の差は在るけれど、個性の差って感じ。まったくダメってほどの差は無い。今までも評価が良かったアンプは、小出力•高インピーダンスでも安定した出力が出せたアンプって事でしょう。

一本の抵抗でこうも音が変わるとは驚いた。言い訳するなら、こんなことはどこにも書いていない。世間が悪いってことで勘弁して。

なので、アンプを一から選別中。アンプの個性がきちんと聞き取れるようになったので、実に楽しい。

今のところ、２Ａ３の三極管シングルアンプとＥＬＳＯＵＮＤさんの小出力アンプが双璧だ。どちらもとても滑らかな音で耳当たりが良い。共通点はどちらも出力３Ｗ程度。ホーン駆動にはこの程度で十分なんだね。今までの思い込みが違うってのを実感した。

音は甲乙付けがたいが、外観も含めると２Ａ３の三極管アンプが魅力的。

いけるね！ホーンターミネーター

やっぱり５オームのターミネーターを入れて大正解。（Ｄａｌｅの無誘導メタルクラッド抵抗５Ω :海神無線）
ホーンからウルサイ音が出なくなり、アンプの個性がストレートにわかるようになった。

　　Ｄａｌｅの無誘導メタルクラッド抵抗 NH-25

長かった。。。こんな単純な事に気が付くのに３年かかった。。。

下図のごとく、このターミネーションは百利有って一害無し。（あえて言うなら多少電力消費が多くなるか？？）
この方式は、全域にわたってアンプから電流を流す事でアンプの働きを安定化しようと言うのが趣旨だから、いわゆるスピーカーのインピーダンス補正とは考え方が違う。（私は周波数に依存するインピーダンス補正の考え方は嫌いだ。。。）

市販品のパッシブネットワークを使っているスピーカーでこういう事が問題視されないのは、各帯域のスピーカーでインピーダンスが暴れる部分を使わないようにしているからだよね。マルチになるとその辺もユーザーがケアしないといけないって事だ。。。。（早く教えてくれよ！）

これでやっとホーンの音とヘッドホンの音の相関が取れたので、最適なアンプを一から選別中。ELSOUNDのスペシャルアンプもエージング中。聞き比べの結果が楽しみだ。

ホーン駆動の謎：その考察

ホーンスピーカーに限らないけれど、スピーカーはインピーダンスが不安定だ。

下記のページにホーンスピーカーの特性がまとめてある。素晴らしい資料だ。

　　ホーンスピーカー特性

これを見ても大体４倍くらいの変化はあると思ったほうが良い。

マルチ駆動では、ホーンスピーカーは中高音用アンプに直結している。これはどんな本やWebを見てもそうなっているでしょう。と言うことは、アンプから見ると負荷抵抗は８オームから３２オーム程度変化してるってことだ。と言う事は、流れる電流は１／４になる。

ホーンスピーカーを駆動するのに良いアンプが無いなーと思ってきたのだけれど、良く考えるとこの電流の変動を何とかしないと音が暴れるのは当然のような気がしてきた。

わたしは、ヘッドホンの駆動には下図のようにパワーアンプに５オームの抵抗をつけて１／５に分圧して鳴らしている。理由は考えなかった。とにかくこれが一番音が良かったから。図の右のような回路が一般的に使われるが、これは音が悪い。ダイナミックさも無いし低音もダラダラ。この５オーム式が音が良い理由は、アンプから電流を十分に流しているからではないか？

このやり方だとスピーカーケーブルの音質評価もできる。（ケーブル終端モニター法）

同じようにホーンスピーカーを駆動するアンプも電流を流すようにしてやらないといけないのではないか？
ホーンスピーカーのインピーダンスが８～３２オームまで変わるとすると電流は１／４まで減少してしまう。もっと電流をコンスタントに流すようにした方が音が良くなりそうだ。単純に４オームのダミーロードをスピーカーの近くに置いてやれば、電流をアンプからたくさん流すことができ、ケーブルも含めて音を安定化させられると思う。要するにアンプとスピーカーの接続でも電流を流すターミネーションをしっかりしようと言うこと。

特性の良いダミーロードを買ってみよう。我が家のホーンは１６オームなので、ダミーロードは４オームでも問題ないが、８オーム負荷の場合も考えて５オームにしておこう。

電流帰還型のパワーアンプが音が良いのは、アンプからある程度の電流を流せるからではないか？でもそれより固定負荷でキッチリ電流を流した方がベターだと思う。

ウーハーでも同じことが言えると思うのだが。こういう話を聞いたことが無いがどうなんでしょうね？？

デジタルオシロ（Tek:2440）

デジタルオシロの良いのが欲しいなーと思ってオークションを見ていたのだが、ちょっと良いものだと５万円くらいが相場かなと思っていたら、Tektronicsの２４４０がなんと１万円で出ていた。まさか１万円では落札できないだろうと思ったが、入札してそのまま忘れていたら、なんと落札できてしまった。

”セルフテストはOKで、波形は確認したがジャンク扱い”という微妙な表現に皆さんビビッてしまったようだ。

テストしたら、まったく問題ないみたい。うれしい！！これ昔某社で働いていたころに使っていた物と同じ。すばらしく高性能で使いやすい機材だと思う。自動で校正もしてくれるから手間要らず。帯域３００MHｚで５００MS/Sだから今でも十分使える。当時２２５万円だって。こんな機材を家で持てるなんて良い時代だ。FETプローブが欲しくなっちゃう。今まで使っていたオシロとは桁違いの性能。

難点はCRTなので発熱があるのとファンがうるさいくらいかな。
良いプローブを持っていないので手配した。

環境は整った感じですね。

ホーン駆動に向くアンプ：ＭｉｎＤａＭＣ３００‐Ａ

持っていたアンプ君をオークションでお嫁に出して、３極管Ａ級シングルアンプを試している。素質の良い物を手に入れて、帰還回路の実験をするため。

ＭｉｎＤＡのＭＣ３００－Ａ：　他のアンプと較べるとこんな感じ。

玉葱球の２Ａ３に、電源ノイズの少ないＳＴ管による整流、駆動力の強いＧＴ管のドライバー、内部は基板を使わず全て手配線、ヒーターは直流点火でS/Nも良く、ホーンに繋いでもまったくノイズは無い。理想的で良い感じ！

ヘッドホンで聞くと、燻し銀のような艶かしい感じの音。パーツの良さを感じる。もちろん、充分広帯域だしダイナミック。低音も十分歯切れ良く量感も十分。かなりのハイクオリティー。こういう音はトランジスタアンプからは絶対出ないな。

ホーン駆動はまだ少し弱い感じだが、臨場感•空気感もまあまあ良いほうだ。エージングでもっと良くなりそう。

帰還回路を工夫すれば臨場感、立体感も良くなると思う。これをベースに実験してみよう。まず電流帰還回路を考えないと。。。

それにしても、Ｂ－２Ｘの良さが際立つなー。ホーン駆動に向くアンプの条件が何なのか益々わからなくなってきた。

ホーン駆動の謎

ホーンスピーカーにこだわって随分時間が経ち、色々なアンプを繋いではその駆動方法の難しさにあえいでいると言うのが現状だ。

不思議なのは、色々調べても、”ホーン駆動に向くアンプの特性”と言う記事は見当たらない。ホーンロードが掛かったホーンは駆動するのが大変だと言う記述は見かけるが、ではどういうアンプがそれに向くかと言う記述は見たことが無い。不思議だ。。。

単純に考えてもホーンの一番奥にあるドライバーは、ホーンの中の空気をきっちり動かさなくてはいけないのだからそれを駆動するのは大変だよね。そのためにはアンプは電圧を制御するだけではなく、電流も制御しなくてはいけないのではないかと考える。重い負荷をきっちり動かすために。

ホーンスピーカーは速度制御で良いと書いてあったが、重い負荷のドライバーをきっちり速度制御するには電流制御が要るように思う。

私の実験では、
今のところ一番良いのは YAMAHAのB-2X とＭARANTZ ＳＭ６１００ＳＡでこれ以外のアンプはほとんどダメといっても良いくらいだ。ほとんどのアンプはうるさい音で聞いていられない。真空管アンプも幾つかやってみたが、芳しくない。ヘッドホンで聞くと滑らかな良い音を出していてもホーンに繋ぐとうるさいアンプばかり。ホーン駆動を上手くするための、まだ良く知られていない幾つかのパラメーターが有るんでしょう。

本当に不思議だ。みなさんどうやってホーンを鳴らしているのかな？？？

最近知り合った４WAY超高級ホーンを鳴らされている方も、アンプには難儀していらっしゃるようだったので、私だけではないんだと知って、ちょっとホットしている。（ごめんなさい。その方はアンプをELSOUNDさんに変えたそうだ）

今、可能性を感じているのは、ELSOUNDさんのホーン駆動用小出力アンプ。このアンプはまったくうるささが無い別次元の音だった。だが逆にホーン独特の伸びやかさがもう少し欲しい様に感じた。何かのパラメーターがホーンに最適で、何かのパラメーターが改善が必要なんでしょうね。

ELSOUNDさんは、その点を改善すべく回路変更してくださっているので、どうなるか楽しみ。改善点は企業秘密かなー。。。うまく改善できたらぜひ購入する。

真空管アンプの帰還方法の改造にもトライしてみたい。

”ホーン駆動に向くアンプ”をきっちり完成させないと、それ以外のことをやっても意味がないなと今感じている。

電流帰還型アンプについて考えてみると、、、

スピーカーのインピーダンスが上図の様なものなのに、そもそも電圧駆動で良いわけないよね。。。
”ボイスコイルの駆動力は電流で決まる”とすればやっぱりスピーカーを流れる電流が入力電圧に比例するように制御しないといけないよね。。。

電流帰還アンプの基本形は下図。

これは、入力電圧に出力電流が比例するようにした基本形。
でもこのままだと、負荷抵抗がないとえらいことになるし、スピーカーケーブルまで帰還ループに入るから発振しやすそうだよね。

上記の回路は、電流制御の機能も加えた電圧制御アンプ。
スピーカーのインピーダンスが増えて、流れる電流が減るとそれを補うようにアンプのゲインが上がり、出力電圧が上がって、より電流を流すように補正する回路。安全性も考えて電流補正の比率が変えられる。

別の見方をすると、流れる電流が減ると、あたかもスピーカーのインピーダンスを下げて電流を増やすかの様に振る舞うアンプ。なので出力インピーダンスコントロール回路と言うんだね。マイナス１オームと言うのはそういう意味か。なるほど。

電流駆動が重要なのはわかるからこういう回路が良いのは判るし低域の駆動力が良くなるのは判る。けど、これが何で臨場感や空気感にまで貢献するのか、私はまだ良く判らない。。。インピーダンスが上がる高域も制動力が強くなり、制動力が強いほうが小さい音もしっかり出るようになるからかな。

どこかの記事に、より低域・高域が出るようになると書いてあったけど、それは間違い（判りやすい方便）だよね。。。

より制動が効いたカッチリした音になるからって事かな。

今、最大の関心事

QA660 + FireFace UFX でデジタルトランスポートはデジタル臭く無い滑らかな音になったので、今最大の関心事はＤＡＣとホーン駆動をいかに良くするかだ。

特にホーン駆動が一番気になる。（一番音の改善に影響があると思う）
ELSOUNDさんのホーン駆動用小出力BTLアンプは分解能も高いが、表面がビロードのような滑らかな音で、その素質を凄く感じたので、それにインピーダンスコントロール回路を入れられたら私好みの臨場感、空気感の高い音になると思っている。回路変更ができるかなー？

それと、３極管A級アンプも大変なめらかな音なので、それにインピーダンスコントロール回路は入れられないのだろうか？これは自分で回路を考えるしかないかなー。。。もしかして金田さんの真空管式のアンプにはこれが入っているのかな？私は無実を読んでいないので分からない。。。

びっくり！FireFace UFX の録音／再生機能

FireFace UFX の録音再生機能を使って、USBメモリーにPCでコピーしたWavファイルを再生してみた。
QA660から再生したときと同じ音がする。当たり前か。。。

なーんだ、QA660無しの FireFace UFX 単体でデジタルトランスポートじゃん。。。かなりショック。。。
（よく聞くとわずかに違う気がするが、ほとんど変わらない）

まあ、操作性はめちゃくちゃ悪いから実際問題使えないけど、音は同じだった。。。
もっと操作性の良い再生機能が有るなら、QA660は要らない。。。もちろんクロスオーバーや外付けD/Aの機能も単体で使える。。。

とりあえず我が家では、操作性を気にしなければ FireFace UFX とパワーアンプ2台の電源を入れればマルチでスピーカーが鳴るって事だ。。。驚き！

FireFace UFX を買われた方は、まずUSBメモリーにWAVファイルをコピーして聞いてみることをお勧めする。それが最高（最もジッターが少ない）の音だから。（ファイルフォーマットはFAT32）

デジタルトランスポート：QA660 + FireFace UFX + DAC9018S

QA660は分解能の高さが好みだったんだけど、高域がにぎやかな感じがあってそれを何とかしたかった。FireFace UFX を通したら素晴らしく良くなった。やっぱりまだジッターが残っていたんだね。QA660は大きなジッターは凄く少ないんだけど、小さなジッターはまだ残っていて、それをFireFace UFX が完璧に取り除いてくれた。

今回、ヘッドホンでじっくりFireFace UFX の有り無しの音を比較してみた。このアナログのような滑らかな音はFireFace UFX 無しでは得られなかった。PC無しで音が出せるトランスポートとして手放せない存在になった。

どの曲を聴いても素晴らしい音だが、特に音が改善したと思ったのはこの３タイトル。

各楽器の立体感が凄い。ステージ上のブレンデルのピアノの大きさがわかる感じ（意外に大きくはっきりした音像だった）だし、弦の音もそれぞれ分離して聞こえる。Manu Katche のドラムは叩いている楽器のディテールまで聞こえる感じで、シンバル系の細部の音が実にきれいになった。思いもかけず良くなったのがユーミン。彼女のボーカルもリアルで素晴らしいし、楽器の音も予想外に良い音だ。弦の音も良いしパーカッションも良い感じ。

FireFace UFX は素晴らしい多機能DDCと言うか、多機能デジタルコンソールだ。（まあもともとレコーディング用のデジタルミキサーだから当たり前だけどね。。。）

（１）PCと繋いで高音質なUSB接続DDCでもあり、多出力D/Aでもある
（２）クロスオーバーにもなれる（マルチ出力）
（３）高音質のサンプリングレートコンバーター
（４）高音質のジッタークリーナー
（５）外部DACも接続可能

などなど考えるとこれは安い買い物だ。

これでデジタル部はかなり良くなったので、今後の課題は、

（１）マルチ用の外付けD/Aを何とかしたい
（２）ホーン駆動に最適な電流帰還型（インピーダンスコントロール型）小出力トランジスタアンプ
（３）真空管アンプの滑らかな音をうまく活かせないか？（真空管アンプで電流帰還型は出来ないか？）
（４）ウーハーのエンクロージャの改善

だね。

QA660からFireFace UFXに直接デジタルで接続してみた

QA660のAES/EBU出力を FireFace UFX に繋いでみた。

FireFace UFX は高機能デジタルコンソールだから簡単に実現できた。

この方式の良いところは、FireFace UFX 単体のクロスオーバー機能を使えるようになり、PCが要らなくなる事。PC無しで簡単にマルチでスピーカー駆動ができる。やはりPCが動いている時より音がしっとりして良い感じだ。アナログ的な滑らかな感じ。PCが動いているとどうしてもノイズフロアが高くなっちゃう感じがあるよね。

ホーンのドライバーも２４４６に変わっている。私はこっちの方が好みだ。

FireFace UFX は、音のディテールは最高のD/Aと較べると敵わないところもあるけれど、音場感、空気感、音の広がり、低音の歯切れ・量感などはとても良いので、システム全体の構成がシンプルになる事もあり、音のイメージは随分良くなった。

これでさらに外部D/Aの構成にしてやればもっと良くなるだろうけど。

音が良くなるパターンは二種類あると思う。ディテールが良くなる場合と全体の雰囲気が良くなる場合。まずは後者をやっつけないと。(^-^)/

スピーカーの原理とアンプの駆動方式について

下記のWebにこう書いてある。

『普通のコーン型スピーカー…直接放射型(ダイレクトラジエーター)で、ピストンモーション(振動板が前後に動く)により音を出す発音体の場合、音圧(音の大きさ)は、加速度に比例します。これは非常に重要なことです。
　ちなみに、発音体の形式が違うと、振幅に比例したり、速度に比例したりもします。ドーム型、コーン型のような、直接振動板が見えていて、前後に振動し、空間に向けて音を放射するスピーカーの場合は、加速度になります。違う例としては、ホーン型スピーカーやヘッドホンがあります。これらは速度比例になります。』

　　電流アンプについて

これは、私がいままで経験してきたことに非常にマッチしている。小口径のコーン型やドーム型スピーカーは音の空振りが有って強く駆動しないとまともな音が出ないなと感じていた。まさに加速度で駆動しないといけないんだなと思う。

だから、小口径のコーン型やドーム型スピーカーのために"加速度駆動型アンプ"と言うのがあってしかるべきで、それがまさに”電流駆動アンプ" なはずなんですよね。でも普通に多くの小口径のコーン型やドーム型スピーカーに使われている普通のアンプは”電圧駆動型アンプ”＝”速度駆動型アンプ”なんですよね。

私が非常識なのかもしれないが、これが常識だとするならホーン駆動用アンプ（＝速度駆動型アンプ）と言うのが存在してしかるべきだが、私の知る限りホーン駆動用と歌っているのはELSOUNDさんだけで、その意味合いも少し違うようだ。

なんか話が合わないなーと感じる今日この頃。。。

私の今までの経験では、

　　電流駆動アンプ＝インピーダンスコントロールのあるアンプ＝加速度駆動型アンプ

の方が、速度駆動型アンプ（電圧駆動の普通のアンプ）より音に臨場感や空気感が有ると感じている。
例えば、YAMAHAのB-4、DCアンプのNo.167、MARANTZのＳＭ６１００ＳＡなど。

速度駆動型アンプで良いはずのヘッドホンでも同じ感じ。

それに、そもそもスピーカーの形式で原理が異なるアンプが必要だなんて聞いた事が無い。。。何が正しいのかピンと来ない。なんか変だ。。。

ホーン駆動に向くアンプ： ELSOUND ＥＰＭ－３ｉｎｖ

ある方からのご紹介で、ホーン駆動に向くアンプとしてＥＬＳＯＵＮＤのホーン用小出力ＢＴＬアンプを紹介された。メーカーさんに問い合わせたところすぐに貸してくださった。（以前にも発注したことがあったが）

早速聞いてみた。
ヘッドホンで聞くと驚くほど上品な音で、ダイナミックさも十分あるが、刺激的な音がまったくしない感じ。非常に滑らかな美しい音だ。

ホーンを駆動してもまったくうるささが無い。こんなにさりげない音がホーンから出たのは初めてだ。今まで全てのアンプでどこか刺激的（主張する）な音が出ていた。B-2Xが一番刺激が少なかったが、それを超える刺激の少なさだ。美しい音。

小出力アンプの可能性は十分感じた。この美しい音は素晴らしい。ただ、あえて難点を言うならあまりにも刺激が無さ過ぎて少しつまらない感じは有る。もう少し臨場感や色気が欲しい感じ。このアンプに電流帰還を取り入れて、立体感、奥行き感が出たら最高だなと思う。

特注できないか聞いてみよう。もしそれができるなら間違いなく購入だ。。。

Pure Digital Audio

デジタルオーディオ、ホーンスピーカー、真空管アンプによるピュアオーディオシステム