小型デジタルアンプの電池駆動について

質問

中華製でよく見かける、小型デジタルアンプを電池で駆動してるブログをたまに見かけます。
こういったデジタルアンプは、ボリュームの大きさが電池の容量で変るような事が書いてあるのですが、たとえば以下のような外部バッテリーなどを電池の代わりとして使えるのでしょうか？

http://www.jtt.ne.jp/products/original/xp8000/index.html

そしたら、アウトドアとかで使えて便利だなーとか思うのですが。
まぁ、ちょっとお値段が高いので簡単には買えないですが・・・・

回答No.5

noname#161097

D級アンプ、電池容量で変化するのはスピーカーのインピーダンスです。
通常、このタイプのICはスピーカインピーダンスは4オームで資料として出されています。

私たちは、アプリケーション・ノートと呼びます。

だから、普通のアンプは音量大きさは電池容量による変化はありません。
長時間使えるメリット、ただしUSBオーディオでしたら、5ボルト500ミリアンペアー以下ですから、通常の電池駆動よりも長いです。

使う時間による費用対効果ですね。

回答No.4

John_Papa

No.3補足質問への回答

えっと、デジタルアンプと電圧の関係で根本的な思い違いがあります。

デジタルアンプとＤ級アンプはパワーアンプに関しては混同して構いません。
変調方式が、パルス幅なのかパルス密度なのかパルス偏移なのか、ＦＭ（現実にはＦＭ変調アンプは知らないけれど）なのかという違いで、復調方式は共通です。PWMとDSDの２方式のそれぞれの電圧とパルスの関係図をリンクしておきます。
http://sound.westhost.com/articles/pwm-f3.gif
http://yoko-tada1946.blog.so-net.ne.jp/_images/blog/_603/yoko-tada1946/m_DSD.png
PWMはパルスのタイミングが一定で幅が違い、DSDはパルスの幅は一定でタイミングが違うのが判ればＯＫです。

で、パルス電圧は出力０～最大まで（２５Ｗのアンプなら２５Ｗまで）一定で変化はありません。
アナログアンプなら電圧変化なのですが、デジタルアンプの場合はとにかく一つでもパルスがあれば、そのパルスは電圧値一杯になり、中間電圧はありません。
そのパルスがローパスフィルターで均（なら）されて、アナログの出力電圧になります。パルスが偏っていたり幅が広ければそれに見合った電圧が出力されます。パルスがローパスフィルターを通過できない同じ周期で＋均等に繰り返されると、出力は０Ｖに均されます。
これがデジタルアンプの仕組みです。
２５Ｗのアンプを１０Ｗで使うときは、変調度が少ないという事で、電源電圧が変わる訳では無いことをご理解ください。
電源電圧を変えて１０Ｗのアンプにしたり、２５Ｗのアンプにしたりできますが、これは変調度１００％の出力です。５０％の変調度なら、それぞれ半分の５Ｗと１２．５Ｗの出力が得られます。
４Ωのスピーカーでは、同電圧で２倍の電流を要求しますので、最大出力も２倍になりますが、バッテリーへは更に厳しい要求となります。

リチウム系バッテリーの最大供給電流は、一時的にそれを上回る電流供給はできるのだけれど、バッテリーとして再利用できなくなる限界値を表しています。許容内なら長持ちですけど、超えるとあっけないです。

最大供給電流を超えないように、ヒューズ・ブレーカーで保護してください。
というか、もっと許容電流の大きなリチウム系バッテリーを開発しないとアウトドアでの使用は無理だと思います。
電動アシスト自転車に使えるリチウム電池が、やっと登場してきましたので、そういう日が近く来るかもしれません。
それまで、リチウム電池は我慢ですね。

お礼

なるほど！
つまり、デジタルというだけに、音が鳴らない時はＯＦＦ、音が大きかろうと小さかろうと鳴っているものはＯＮと、デジタル的に表現すれば０か１の二つだけしか判断していなく、１のときはどんなときであろうと一定の電気が流れるという仕組みになってるということですね。
結果アンプが要求する電圧に変化は無いと言う事ですね。

で、８Ωより４Ωの方が抵抗が少ない分、同じボリュームの位置でも音は大きくなり、その分電気の流れる量が増えるから電気も多く消費する。
逆に、その分ボリュームを下げればいいいという事にもなるのですよね？

中々難しいですね＾＾；
色々参考ページをみながらこの説明を理解しようと思いましたが、全部は理解できませんでした
もう少し色々と情報を探して見ようとおもいます。
ありがとうございました、この計画をするには取りあえずバイク用の小型バッテリーなどの運用なども考えてみたいと思います。

回答No.3

John_Papa

そのようなものはデジタルアンプＩＣを使っていますが、
ＩＣの動作電圧範囲であるなら、電圧の２乗に比例して出力が変化します。
ただ、バッテリーがその電圧でどれだけの電流が供給可能かが、使える使えないの分岐点になります。
特にリチウム系バッテリーは過負荷が故障の原因となります。

供給電圧÷スピーカーのインピーダンス×２（ステレオだから２倍）が最大供給電流を超える場合は、確実にバッテリーに対し過負荷状態となり得ます。
（ここで出る数値はアンプの電源使用効率を有り得ない１００％と仮定してます）

リンク先ＵＲＬのバッテリーの場合
DC 19V (2A max.)
DC 10.5V (1.5A max.)
USB 5V (1A max.)
ですので、負荷の少ない８Ωスピーカーを使って、いずれの電圧でも、過負荷になると計算できます。
これを使うなら過負荷にならないように注意しながら充分ボリュームを絞って使うことになります。

アンプ用には、電流負荷に強い鉛バッテリーの方がよいでしょう。

補足

計算式まで教えてくださいましてありがとう御座います。

基本的に使えるが、ボリュームを程々にするなどして利用する前提なのですね。
この計算式ですと、たとえばボリュームを半分ぐらいに絞ったとしても、此方のバッテリーだと厳しい感じということでしょうか。

少し分からない事があるのですが（不勉強ですみません）、２５ｗの出力を持ったアンプを半分ぐらいの出力（仮に１０ｗとする）で使った場合、その半分の５Ｖが動作電圧ということですよね？
これを４Ωのスピーカーで駆動した場合、５Ｖ÷４Ω＝１．２５×２＝２．５Ａとなりますが、このＵＳＢバッテリーの出力に１０Ｖの位置で接続した場合は、受けるアンプ側の電圧はそのまま１０Ｖで流れると考えるのですが、それでも内部では５Ｖで動作するという原理が分からないのです。

アンプ側はコンスタントに10ｖで受けて、内部処理でボリュームの大きさに合わせて電圧を下げているということでしょうか？

ここで損失が発生していると言う事でしょうか？
すみません、説明が下手で質問の意味がわかりましたでしょうか？

回答No.2

yosifuji20

アンプの電源電圧の許容値以内であれば問題なく支えます。
ただ問題はコネクターの形状が合うかです、

デジタルアンプの電源h青億はPC用と同じものを流用しているようですからたぶんOKでしょうが、念のため事前に確認をした方がよいでしょう。

それと電池の電源は瞬間的にはかなりの大電流が流れます。
間違ってもショートさせないように気をつけましょう。
AC電源ならばヒューズが飛んでである値以上は流せませんが、電池は保護回路がなくてこれが無制限の場合があります。

補足

確かにショートには注意が必要ですね！
やはり、あとは容量も問題ですね。
バイクで使うような小型のバッテリーの方が現実的かもしれないですね。

回答No.1

adenak

電圧、電流を満足するものであれば使用可能です。車のＢＡＴＴでも何でも・・内部抵抗の少ないものを使ってください。巷ではＤ級アンプをデジタルアンプと言う場合もありますが本来は違うものです。

補足

内部抵抗の少ないものは、スペックシートで分かるのでしょうか？
ネットショップなどで見た限り内部抵抗という項目は見あたらなかったのですが・・・

Ｄ級アンプとデジタルアンプって違うのですか？
全部一緒くたにしてました！
もう少し勉強が必要ですね・・・