電流出力アンプとは？

質問

電流出力アンプというのがあるそうです。
スピーカのインピーダンスがどう変わろうが一定の電流を流しこんで
ドライブするというものだそうです。、フルレンジスピーカーによいといわれているところまでわかりましたがその先がわかりません。
どなたかご解説おねがいできませんでしょうか？　また回路図などありましたらご教授願います。自作して実験みたいと持っています。

回答No.4

JT190 · ベストアンサー

この手のアンプは設計も製作もしたことがないので、一般論の範囲の話となりますが。

> スピーカのインピーダンスがどう変わろうが一定の電流を流しこんでドライブ・・・

と書くと聞こえは良いですが、「出力インピーダンスが無限大」＝「ダンピングファクター（DF）が0」のアンプとも言い直すことが出来ます。
（そうでないと電流出力型にならない）

意外と知られていないことですが、「DFが大きくなればなるほど、SPのfo付近でのコーンの応答速度は遅くなる」のです。
で、逆にDFが小さくなればなるほど、SPのfo付近でのコーンの応答速度は速くなりますが、但し（例えばSPのQo＝1の場合は）DF＜1まで小さくなると「コーン自体が共振を始めてしまう」というか、コーンの共振をアンプが制動出来なくなってしまいます。
言葉で表現すると（笑）、「ボン！」と再生されるはずの低音が「ボ～～ン」と尾を引いてしまいます。いわゆる、締りのない低音です。

言葉だけでは訳が分からないかも知れませんので、下記URL参照願います。
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/1996/00441/contents/039.htm

↑の一番下のグラフは「メーターの針の挙動」を示していますが、これをそのまま「SPのコーンの挙動」にも当てはめることが出来ます。

・過制動→DF＞1のアンプでによる、SPのfoでの挙動（応答速度は遅いが、共振しない）
・臨界制動→DF＝1のアンプでによる、SPのfoでの挙動
・不足制動→DF＜1のアンプでによる、SPのfoでの挙動（応答速度は速いが、共振が止まらない）

但し正確には、SPのQoによっても上記いずれの挙動となるかは違ってきます。（DF/Qoが、1以上or1以下かで決まる）

以上のことより、市販のアンプ（真空管式を除く）が軒並みDF＝100以上（＝過制動状態）というのは、SPの挙動を考えた場合に「必ずしも」理想的な駆動が出来るとは言い難いことは何となく分かるのではないかと・・・。
で、思いっきり反対の特性（＝不足制動状態）に振ったのが「電流出力（型）アンプ」というわけです。

どちらが良いかは、アンプそのものの違いよりもむしろ「どんな種類・特性のSPを鳴らしたいのか？」が重要になるはずです。
いうまでもありませんが、市販SPの殆どは「過制動状態で鳴らしてちょうど良い音が出る」ように作られていますから、電流出力型アンプで鳴らして常に好結果が得られるわけではありません。

お礼

JT-190様、再度のご回答ありがとうございます。いつもながら本質を見極めたご考察恐れ入ります。　トランジスタアンプで出力インピーダンスを上げる、DFを下げるためにどんな出力回路がありますでしょうか？もちろんエミッタフォロワーでは駄目であるとは察しがつきますが。

回答No.5

iBook 2001（@iBook-2001）

再び iBook-2001 です♪

反応を戴きましてありがとうございます。

ラ技誌の電流アンプに関しては１０年程前から一部のアマチュアオーディオ研究家からの報告が有ったかとおmこいます。

そして　通常のアンプとスピーカの間に抵抗を入れる実験も有ったように記憶してますが、アンプ出力の大半を抵抗で消費してしまうので、会議室レベルの広さでも５００Wのパワーアンプで十分な音量が得られなかったと言う記事もみたようにおもいます。

なお、スピーカー出力系に抵抗ブリッジを設置して、パワーアンプの入力系に戻すのはモーショナルフィードバック（MFB）の一種でしょう。

私はスピーカー自作も趣味なので、６dB／octのネットワークを前提として楽しんでいます。
　それでも、一部の必要性から急峻なフィルターによるマルチ駆動も利用する場合が有ります。（PA用途ですけれどね。）

適材適所、スピーカーとアンプは対でかんがえてます。

お礼

なるほど、実用にはまだまだといったところなんですね、ありがとうございます。

回答No.3

c80s3xxx

2002年のトランジスタ技術に記事が載ってますね．
最初の2ページだけはオンラインで読めます．
http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/trsample/2002/tr0210/0210toku.pdf

基本的な回路の考え方は
http://nabe.blog.abk.nu/cur_amp_calc
電圧駆動との差がわかりやすい比較回路図が出てます．
で，製作例？
http://nabe.blog.abk.nu/current-amp

回答No.2

migsis

参考ＵＲＬ（個人ＨＰでは超有名サイトですよ）に、身近な機器の電流帰還アンプへの改造や仕組みの解説がありますから、参考になると思います。

自分でも単体パワーアンプを電流帰還アンプに改造して実験したことがありましたが、低音が豊かになったものの、どうしても定電流アンプでないと、というほどではありませんでした。

ちなみに、一般的なアンプを電流帰還アンプと対照させるとすれば、電圧帰還アンプといいます。帰還の意味するところは自動制御であり、電圧を制御するか電流を制御するか、ということになります。後者の特徴は、電流を制御することが結果的に、制御ループにスピーカーも入ることです。電圧帰還では、過去の一部機種を除いてスピーカーはループに入りません。

効果のほどは・・・ご自分で確かめてもらうしかないですね。サイトでは安価な機器の改造が主体ですから、試しやすいと思います。

参考URL：

http://tenjin.coara.or.jp/~tomoyaz/higawari.html#top

回答No.1

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

アイエー出版のラジオ技術と言う月刊誌に実験者の記事とその後数名の追試者の記事を見た事があります。

ようするに　パワーアンプの出力インピーダンスを出来るだけ高くしたアンプのようです。　ダンピングファクターを出来るだけ低くする方向です。

通常、低温から高音まで一定の電圧を送り出してスピーカーが再生します。その状態でスピーカーの周波数鵜特性等の測定を行います。　電流出力とは、スピーカーが一定のインピーダンスなら同じ動作のはずですが、実際のスピーカーのインピーダンスは周波数により数倍から数十倍の変化があります。

その上で、一定の電圧で駆動する方向と、一定の電流で駆動する方向の違いです。　周波数ごとに変化するインピーダンスですが、どちらも電圧と電流の積ですからWは理論上同じ事ですかね。

スピーカーの多くは磁石とコイルで動いています。　マイクロフォンとしても機能するのですが、アンプから送られた信号で動き出すと、反動の部分等で発電もしています。　これをアンプで吸収し押さえ込む能力の指標がダンピングファクターと言っています。
　電流出力アンプはスピーカーからの発電（逆起電力）をアンプで吸収せず、そもそも受け付けないと言う考え方の設計になる様です。

このため、スピーカ－本来の性能に依存する電流アンプ、スピーカーの動作まで有る程度押さえ込む電圧アンプでしょうかね。

電流出力アンプとフルレンジスピーカーの組み合わせ、他の色々な条件が合えばかなり高度な再生がえられるようです。
　私はスピーカーの自作も趣味の一つなのですが、電流出力アンプに見合うようなスピーカー工作に達していないので、電流アンプまで手を出せていません。　気に入ったヴィンテージユニット（オークションで入手した７５５）も普通のアンプで楽しんでますよ（涙）　

記憶は曖昧ですけれど、初期の電流出力アンプはトランジスタ等の回路で、ハイインピーダンスのため、立体空中配線でなんとか動いたらしいです。その後追試者がIC利用しても数家月発振から逃れる努力をしてベニヤ板の実験は成功したけれど金属シャーシーに入れたら壊れたとかでかなり難しい様です。　真空管の５極管シングルなら内部抵抗が高くてIC実験とかわらないと感じてしまいましたよ。（でも、これを真空管を使わないで実用的に安定なアンプを作りたいと言う、技術者魂の先生達には頭がさがりますね）

お礼

さっそくのご回答ありがとうございます、だんだんわかってきました。
ラジオ技術の何年ごろでしょうか、覚えていらっしゃればよろしくお願いいたします。

さて、スピーカに直列に抵抗をいれてそこに現れる電圧をAMPにフィードアックするというのも電流出力AMPの部類にはいるのでしょうか？