トランジスタ増幅器における歪みの最小化ガイド

優れたオーディオシステムを選んで 素晴らしい音楽体験を期待して 膨大な時間と資源を 投資すると想像してください音は静かで 細部が欠けているガラスの隙間から聞こえるように見えるこの失望の経験は しばしば 隠された原因から生じます 増幅器の歪みです

音声機器のコアコンポーネントとして,増幅器は,弱音声信号をスピーカーを動かすのに十分なレベルまで増強します.増幅器が入力信号を正確に再現できない場合音源やスピーカーの性能も 完璧にはなれません 増幅器の歪みは 音声信号の経路に障壁として働き 純粋で本物的な音楽を聞く能力を妨げるのです

増幅器の歪みは,基本的に出力信号と入力信号の間の不一致を表し,元の信号の整合性を失う.理想的な増幅器は完璧な鏡として機能すべきである.入力信号の特性を変更することなく正確に増幅する実際には,様々な要因が必然的に歪みを導入し,出力信号を変更します.

より正確に言えば,アンプの歪みは,信号幅,周波数応答,および相関係の変化として表される.歪んだ出力には,入力から欠けている周波数コンポーネントが含まれることができる.変化した振幅比音質を低下させる.

音声質は多種多様なメカニズムによって 歪みによって影響します

• 明確さや詳細が減った:音色のニュアンスが遮られ 模糊で曖昧な再生ができます
• 変形した音色:音が不自然か 荒いように見える
• ハーモニック生成:原始信号の内容を隠す 外部ハーモニックを導入します
• 圧縮動的範囲:音量の変化を制限し,音楽表現力を低下させる.
• 聴覚疲労重度の歪みに長時間曝露すると 耳が疲労したり 聴覚が損なわれる可能性があります

歪みはいくつかの基準によって分類できます.

• 歪みの種類別:振幅,周波数,相,調和,インターモジュレーションの歪み
• 原因によって:偏差,過負荷,非線形,一時的な歪み
• 感知効果によって:切断,切断,クロスオーバー,調和の歪み

トランジスタ増幅器には,トランジスタの動作状態を決定する"スタートライン"に類似した適切なDCバイアスが必要である.誤ったバイアスは信号サイクルの完全な増幅を防ぐ.波の形を短縮させる.

• 偏見を下げること信号の一部が失われ 低音が欠けている空っぽな音を 生み出します
• 偏見過剰:トランジスタを飽和状態にさせ 不自然な和音の有無で 切断歪みを生む
• 不安定バイアス温度変化による電圧変動は不一致な動作を誘発します

入力信号がアンプの電圧や電流能力を超えると,出力波形が切断され,水が詰まったパイプを溢れるようになります.

• 電圧切断:入力が電源電圧の限界を上回ると発生します
• 現在の切断:需要電流が出力能力を超えると起こります

理想のアンプは周波数で一貫した増幅を維持する一方で,現実世界のコンポーネントは非線形な振る舞いを示します.

• トランジスタの非線形性:電流・電圧関係が線形性から逸脱する.特に大きな信号の場合.
• 部品の周波数応答:レジスタ,コンデンサ,インダクタは周波数依存性インピーデンスを示します
• 寄生素流れる電容量と誘導量は周波数応答を変化させる.

最も一般的な歪みのタイプで,出力幅比が入力値と異なるとき発生する.

入力信号がアンプの電圧/電流容量を超えると発生し,波形ピークを平ら化する.

• 原因:入力信号の幅が過剰だ
• 効果:ハーモニックが突出する 荒い不自然な音

トランジスタの非線形性により信号のゼロクロス付近のAB級アンプに影響を与える.

• 原因:偏差点の周りの非線形トランジスタ操作
• 効果:細部が失われる粒状の質感

周波数間の不均等な増幅は 音の不均衡を引き起こします

• 原因:コンポーネントの周波数特性 寄生体要素
• 効果:誇張された周波数帯や弱さ帯

元の信号に整数数倍周波数を加える

• 原因:アンプの非線形性
• 効果:厳しい,不自然な音色

負荷線の中心の近くで偏差点を設定する:

• 偏差抵抗の正確な計算
• 電圧安定電路

切断を防止する:

• 入力加益調整
• 減衰装置のネットワーク
• 自動加強制御

構成要素を選択する:

• 高線性トランジスタ
• 対応したデバイスペア
• 低騒音で精密な受動部品

芸術的な効果のために意図的に歪曲を使用する特定の音楽的な文脈:

軽い切り切りによって,多くのミュージシャンが好む,調和的に豊かな,強力なギター音が作られます.

極端な飽和感は 産業音楽や実験音楽に 積極的で高調和の 高いコンテンツを生成します

増幅器の歪みメカニズムを理解することで,高精度再生のために最小化され,創造的な音響設計のための戦略的な応用が可能になります.継続的な技術進歩は,アンプの線形性を改善し続けています音声を再生する確率がさらに高まるという約束です