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2022/6/29 16:18

88回答

オーディオパワー・アンプでトランジスタ式は、電源回路になぜ真空管アンプの様にチョークコイルを使わないのですか。半世紀前なら、山水電気もトランジスタ回路用チョークコイルを売ってました。

オーディオ | 工学618閲覧

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回答(8件)

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音質劣化と経済的な理由によります。 【 音質劣化 】 チョークコイルによる平滑回路は、電源リプルよりずっと低い周波数を極とするローパスフィルターを構成します。その極より高い周波数では、流れる電流を一定にしようとする性質があり、それを用いてノイズ抑圧に役立っています。 しかし、これは低音再生では最悪の結果となります。低い周波数が入ると、スピーカーに流れる電流を一定にしようとしますから、チョークコイルを用いた平滑回路では、電源電圧が乱高下します。200Hzで1割の電圧降下がおきるような設計で、20Hzの同一振幅の信号が入ったら、電源電圧は、ゼロに近いところまで低下するんです。これはとんでもない音質劣化。その点真空管アンプではプッシュプル動作では、両方の真空管の電流の和がチョークコイルを流れるため、キャンセルし合って、電源電圧の低下はさほどではありません。 シングルアンプではA級動作。これも、チョークコイルに流れる電流はある程度一定になっているんです。つまり、プッシュプル、シングルともに、A級動作に近づいたら、チョークコイルに流れる電流の変化による電源電圧の低下は、無視できます。 トランジスタパワーアンプの場合、A級動作のBTL出力の場合だけ、この問題から逃れられます。それ以外の回路では、「チョークコイルの働きでスピーカーに流れる電流が一定になるような制限がかかり、音質的に最悪になる」 というわけです。 【 経済性 】 チョークコイルは電源トランスよりずっと大きなノイズ磁力線を出すことがあります。直流電流が流れるため、磁気飽和しやすく、磁気飽和に近づくと磁性体からの漏れ磁束が大きくなってしまいます。トランジスタアンプでチョークを使った平滑回路を用いると、チョークが最低二つ必要になり、それぞれが磁気飽和をしないような巨大なものでなくてはならなくなります。大変なコストになり、しかも音質低下を避けることは困難になります。

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質問者2022/7/1 11:58

低い周波数の出力に対しての電源は、大容量のコンデンサです。チョークコイルの後には大容量のコンデンサを入れるのは常識です。 チョークコイルが飽和するのは設計が間違ってます。高級なアンプの話ですからあり得ません。

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チョークコイルを使ってチョーク・インプットになっているトランジスタ式アンプは、海外製にはありましたよ。マーク・レビンソン氏が主催してトム・コランジェロが設計していたチェロ(Cello)のアンプたちがそうです。 当時、Cello Encore150 Monoというパワーアンプでチョークを使っていない試作モデルを聴き、その後チョーク・インプットになった製品版を聴いていますが、製品版の方が明らかに躍動感や低域の沈み込みが優れていました。 チェロのアンプはプリアンプにも50Wの出力しかないアンコール・パワーにもチョークが使われていました。チョークはゴムブッシュで浮かされ、唸りや振動に対して対策されていました。プリアンプは電源入れっぱなしで20年以上使っていますが、全く問題なく稼働しています。

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質問者2022/6/30 12:40

ありがとうございます。やはりあるのですね。

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オーディオパワー・アンプでトランジスタ式は40Vなど低い電圧で駆動出来て大出力に出来るので、安価で低電圧で大容量4700uFとかの平滑コンデンサーをつけるだけでほぼフラットな電源電圧回路が作れます。 真空管アンプは300Vなど高電圧駆動なので電源回路に高価な高電圧のコンデンサーが必要だけど小容量のコンデンサーとチョークコイルを使って平滑する方が安価に出来たからと思います。 半世紀前なら、山水電気もトランジスタ回路用チョークコイルを使うことがあっても、 低電圧では安価で小型で10000uFなど大容量のコンデンサーが出回るようになってチョークコイルが必要なくなっているように思います。 価格を度外視した高価な商品では大型チョークコイルを使うことがあるにしても磁束漏れやスペース問題もあるだろうし、設計上最適な電源回路にする結果で使わなくても性能を良くできるように技術が向上した結果ではないでしょうか?

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質問者2022/6/29 19:59

真空管アンプは、アウトプットトランスが必要なので、とても割高になります。その程度のコストアップが許されるなら、トランジスタアンプに採用されても良いと思います。

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チョークコイルは交流に対して大きなインピーダンスを持ち、直流に対しては少ない抵抗であるという事です。電源に使うと電源リップルを低減することができます。 では、トランジスタアンプでこの能力が必要かと言うと、あまり必要がありません。不思議に思われるかもしれませんが、トランジスタアンプは回路インピーダンスと負荷になるスピーカーのインピーダンスが近いので、スピーカーをドライブするための大容量のコンデンサをすでに持っていて、チョークコイルが無くてもリップルが少ないのです。 コンデンサの容量は電源リップル(100Hzや120Hz)をバイパスさせるためではなく、オーディオ信号の最低域(20Hz)に対して十分に低インピーダンスになるよう2Hz前後がカットオフになるように選ばれます(数千~数万μF)。 真空管アンプの場合、回路は出力トランスの前にありインピーダンスが高いです。電源のコンデンサも100μF程度なので、チョークコイルをつけることは意味があります。 もう一つはトランジスタアンプはPSRR(電源除去比)が圧倒的に高いという事です。電源のリップルが出力にほとんど出てきません。ですから、高級アンプでも出力部分の電源を安定化しているものは殆ど無く、トランスの巻き線を単に整流しただけの回路になっています。つまり、リップルを減らす必要が無いという事です。 真空管アンプでもプッシュプルの場合はリップルを減らす必要はありませんので、チョークコイルは省略される場合があります。必要なのはシングルアンプの場合です。

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ちなみに、トランジスタアンプの電源にチョークコイルを入れることは可能ですし、素人設計で入れているものが雑誌に紹介されていたのを見た記憶があります。 そういう目的のチョークも売っています。 https://toei-trans.jp/?pid=91217063 片側の電源で5A供給できれば 400W x 2 のアンプまで対応できます。

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ごめん。それなりのサイズの電源で、 チョークコイル使用していないものを見たことがありません。

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質問者2022/6/29 17:38

工業用なら、人力で運べないほど大きな物が有ります。