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ヤマハパワーアンプホワイトペーパー

ヤマハパワーアンプ

ホワイトペーパー

2009 年 5 月

1. EEEngine について ...........................................................................................................2

1.1. はじめに ..................................................................................................................................................................2

1.2. 各種パワーアンプ駆動方式について...................................................................................................................2

2. ヤマハパワーアンプの技術 ................................................................................................5

2.1. デュアル・モノラルアンプ構造...........................................................................................................................5

2.2. 振動抑制 ..................................................................................................................................................................5

2.3. フル共振型電源.......................................................................................................................................................5

3. 低インピーダンス負荷の駆動について ..............................................................................6

3.1. 安定した低インピーダンス駆動の重要性...........................................................................................................6

3.2. 信号波形を用いた比較実験...................................................................................................................................7

3.3. 音楽ソースを用いた比較実験...............................................................................................................................8

3.4. 最後に ......................................................................................................................................................................9

Summary of content (9 pages)

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ヤマハパワーアンプホワイトペーパーヤマハパワーアンプホワイトペーパー 2009 年 5 月目次 1. EEEngine について ...........................................................................................................2 1.1. はじめに ..................................................................................................................................................................2 1.2. 各種パワーアンプ駆動方式について...................................................................................................................2 2.
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ヤマハパワーアンプホワイトペーパー 1. EEEngine について 1.1. はじめにヤマハパワーアンプの基本理念ヤマハパワーアンプの設計理念は至ってシンプルで、入力信号の自然で忠実な増幅を基本としています。音響システムにおいて、ミキサーからの微小な電気信号(数 mW)を空気振動の音に変換して多くの聴衆に届けるためには、パワーアンプでスピーカーを駆動するのに十分なレベル(数十～数千 W)まで増幅する必要があります。システムの最終的な出力信号を制御するパワーアンプが果たすべき役割は、どのような増幅レベルでも、またどのようなスピーカーに対してでも入力された信号をいかに忠実に出力できるか、という点です。 [図 3]ヤマハ T5n の出力波形。自然で入力信号に忠実な波形を確保している。 1.2.
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ヤマハパワーアンプ * 本書でのアンプの効率(％)は、アンプ部だけでなく主電源を含んだ製品全体としての効率です。出力定格 1/8(ロックなどの音楽再生レベル)での駆動を想定しています。ホワイトペーパークラス D クラス D は、スイッチングを用いた増幅方式です。（誤解されることが多いのですが「D」は Digital に由来しているわけではありません。）Pulse Width Modulation (PWM)方式により、入力ソースの波形から各時点の信号レベルに応じたパルス幅の信号（PWM 信号）を生成します。PWM 信号は必要な分だけパワートランジスタをスイッチング駆動するため効率の高い増幅が可能となり、クラス D アンプでは一般的に 60%程度の効率が実現できます。しかし、矩形波である PWM で増幅された信号をアナログに復調するには高周波を除去するローパスフィルターが必須となり、周波数レスポンス、位相特性、ダンピングファクターに影響を及ぼすことがあります。また、高出力の PWM 信号は電磁波ノイズを発生するため様々な対策が必要となるなど、クラス D で大出力アンプを
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ヤマハパワーアンプホワイトペーパーヤマハでは、出力信号に影響を及ぼすような回路を追加することは出来るだけ避けるべきだと考えており、音質に影響を与えないシンプルな回路を目指すという思想に基づいて設計しています。EEEngine は立ち上がり時間の速い入力波形への電源供給を行うために、補助電源供給ラインを設けています。速い応答速度が必要と感知された時のみ、「高速電圧バッファ」が動作し、主電源供給を補助します。この補助電源を搭載することにより、EEEngine はオーディオ信号になんら影響を与えることなく高スルーレートを達成し、入力信号に忠実な出力と高効率を両立させています。 EEEngine は入力された信号のレベルを動的に判別しています。パワートランジスタへの電力供給ステージではクラス D の考え方を利用して、入力信号を追従した必要最小限の電力を供給するため発熱量が少なく、効率を飛躍的に向上させています。一方、音声信号の経路は入力から出力まですべて純粋なアナログ信号であり、出力ステージはクラス AB 回路を採用しているため、優れた周波数レスポンスを保ち、電磁波や
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ヤマハパワーアンプ 2. ヤマハパワーアンプの技術ホワイトペーパー 2.3. フル共振型電源電源部のノイズの抑制もパワーアンプの音質に貢献します。TXn, Tn, PC1N シリーズに採用されているフル共振形電源は、電圧共振と電流共振を併用したスイッチング電源で、ナチュラルな電圧と電流の波形を生成します。一般的なスイッチング電源で行われる「ハードスイッチング」は矩形波に近い直流を出力してしまうため、フィルターを必要とします。それに対して、フル共振型電源の「ソフトスイッチング」の波形は高周波ノイズを劇的に軽減できるため、オーディオ再生に最適な電源なのです。 2.1.
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ヤマハパワーアンプホワイトペーパーこのような低インピーダンスの駆動時にはパワーアンプはクリップを起こしやすくなります。パワーアンプがクリップすると出力波形が歪み、波形の頭がつぶれた信号（矩形波）を出力します。矩形波には.
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ヤマハパワーアンプ本項では、各社パワーアンプの挙動を比較するためにオシロスコープを用いて出力波形を測定した結果を記します。入力信号は 500Hz の正弦波（200 サイクル= 0.4sec）と 1.2sec のインターバル（信号なし）を繰り返したものです。実際の SR の現場では正弦波が連続出力されるようなことは稀なため、典型的な音楽ソースにも含まれる 500Hz の合間にインターバルを設けました。両チャンネルへ負荷として 2Ω のダミーロードが接続されている状態での比較です。 3.2. 信号波形を用いた比較実験本項および次項で紹介している比較実験では、2 Ω負荷時の出力がヤマハ T5n と同等かそれ以上（2500W から 3300W）で、今日の SR 現場でよく使用されているモデルを対象としました。公平な比較を行うべく、各パワーアンプのゲイン、パワーアンプへの入力レベルは測定器を用いて厳密に合わせてあります。 1.2sec interval A+ A- 0.
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ヤマハパワーアンプ [ 図 17 ] A 社(スペック 2500W @ 2Ω)の出力波形.
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ヤマハパワーアンプホワイトペーパー態が望ましくないことは明らかです。この実験を通して、ヤマハ T5n は過度な圧縮がかかることも、電源が持ちこたえられなくなることも無く、出力される音は稀に歪むことがあっても音楽として破綻することはありませんでした。これらの実験からパワーアンプの性能はカタログスペックだけでは単純に比較が出来ないことがわかります。アンプの限界付近の挙動を確かめるためには実際に試験する必要があるといえます。実験の結果、前項でのオシロスコープの出力で確認したのと同じような現象が、音楽ソースを使った比較でも音として確認されました。 A 社パワーアンプでは、バスドラムの音が激しく歪み、耳障りかつスピーカーにとっても危険と思われるノイズが確認されました。また、オシロスコープでの観察と同様、バスドラムの直後は音量が下がり、全体的に音量レベルは安定しませんでした。 B 社パワーアンプは、入力のはじめのほうは問題なかったものの、徐々に歪みが増し、大きな音が連続する部分では明らかな歪みを発生しました。 C 社パワーアンプでは、バスドラムの直後に強いプロテクションが動