歪率

質問

ネット検索し、歪率のグラフを見ると、出力が上がっていくとある所から急に歪率が悪くなるのが分かります。
例えば10Wまで低歪率で聞きたいとしたら、定格出力が何W以上あれば低歪の領域で再生できるのでしょうか？
よろしくお願いします。

回答No.6

sirasak · ベストアンサー

常時平均電力0.2Wで音楽を聴いていれば、
ピーク電力は矩形波では16倍（3.2W）相当ですが、
正弦波では8倍(1.6W)相当と言うことです。
アンプを最大に歪ませると定格出力の2倍になるのでカーデッキなどの14.4V4ΩBTLで50Wx4表示は最大歪時の表示で、定格出力は25W位です。
10Wで低歪率で常的に確保するには8倍の定格出力80W程度が必要で、定格電力10W×8＝80W以上のアンプを選べば良いです。
SPL90dB/W/mスピーカーに10W入力すると音圧が10dB大きくなって、
1ｍ前では映画館の最大爆音位の音圧が100dBになって、ピークは電力8倍で80Wで109dBになります。
爆音巨大音が必要な時でも10Ｗもあるアンプで十分満足できることになり、感度が80dB/wとか低いものでは100Wで満足と言う計算になります。
1ｍ前で普通の会話レベルやＴＶ観賞で60dB位で聴くと、-30dB(電力1/1000)になるので0.001Ｗ＝1ｍＷで聴いている計算で、1Ｗ以上出して聴くことが無い人が殆どです。
1ｍ前計算ですが、ステレオＬＲでは2倍+6dB大きくなり、距離が2ｍになると1/2-6dBになるので2ｍ前に相当する計算になるし、部屋の残響で音圧減衰が小さくなります。

お礼

ご回答ありがとうございました

回答No.8

denpadenpan

電力を目標とするのは分からないな～
必要な音量を得るための電力なのでは？

同じ電力でもスピーカーの能率で音量は違うわけだから～
スピーカーの能率が10dB違えば、アンプの電力は10倍違う。
そこを無視してもね。
それに、音楽の平均値って？
デジタルの最大値は 0dB FS でノーマライズされるけど、平均値は音楽ジャンルによって大きく違う。

まあ、理屈は置いといて～
自分のオーディオシステムでどれくらいの電力が出ているのか実測すれば、アンプに必要な電力がわかる。
普段音楽を聴く位置にボリュームを合わせて、0dB FS の正弦波（1kHz）を再生した時のアンプ出力電圧を測定する。
デジタルプレーヤーの出力は 0dB FS を超えることは無い。
音出すと五月蠅いから、無負荷の電圧でいい（ダンピングファクターが100なら誤差は1%）
自分のスピーカーのインピーダンスを使って電力を計算する。
その電力が普段使ってるピーク電力になる。
ついでに、アンプが定格電力になるボリューム位置に印つけとくといいよ～

問題はデジタルテスタは周波数特性が悪いから、1kHzの電圧が測れるかってことなんだけど～
国内有名メーカー（SANWA YOKOGAWA HIOKI）なら安物でも1kHzくらいはなんとかいける（定格外だけど）
自分のデジタルテスタは高性能（笑）だから定格で ～100kHz（ｽｺﾞｲﾝﾀﾞｿﾞ）

それから～
A級アンプって歪小さいのかな～、って調べてたら酷いの見つけた。
画像の上が、アキュフェーズ A-45 のユーザーマニュアルにある歪率のグラフ。
下は間違いを訂正して、ヤマハ PC2002 のグラフ上に乗せた。
素人を騙そうとする悪意を感じる（笑）
まあ定格データの歪率は正しいからいいんだけど。
A級動作するのは 45W までで、90W までAB級動作するってことかな～
だからといって 45W から歪率が跳ね上がるわけじゃないんだね。

お礼

スマホの音圧測定アプリで測定すると、自分は普段65～70dBくらいで聞いてるようです。
使ってるスピーカーが88dB/W/mなので普段はアンプの出力50mWで聞いています（計算あってますかね）
ですので音楽のピーク電力（矩形波）でも0.8W程度になり。
連続的に流すことを想定し、0.8W×8で6.4Wあれば自分の用途には十分。
このように理解しています。
テスターは持ってないので電圧測定し正確に測定できませんが、上記の理解は合ってるんでしょうか

回答No.7

John_Papa

No.2です。お礼ありがとうございます。

『これは連続的に音楽を流すなら８倍が必要』
そうです。5分なり30分なり（あるいはそれ以上の時間）の音楽再生出力の平均が実効値(rms)10Wであるなら、定格出力が実効値80Wのアンプなら、（曲種によって数回の(目立たない)クリップは有るかもしれないが)多くの楽曲が定格出力以内で再生し終える事ができるという目安になります。
楽器メーカーならではの研究成果でしょうが、惜しげもなく公表してくれたおかげで、ライブ開催の折に、予定音量からアンプの総出力や必要電力（アンプの方式によって大きく違う）を計算推定して機材の準備ができるようになり、有難い事です。
祭りの打ち合わせで「ご用意できる電源タップは2口ですが、合わせて10Aまででお願いします」・・・なんてことも現実ありましたものね。

アンプの定格(rms)が10Wであるなら、平均rms1.25Wまでならほぼ無事に（低歪率で）再生し終える事ができる、という事になりますね。
唱和レトロな年齢的なもので、三菱P-610スピーカーに真空管6BQ5 PPの10Wアンプの組合せを思い出します。P-610って定格入力3Wだった筈なんですけど。「家庭での視聴は1Wで足りる」(97dB/1W/50cm 当時の標準的な能率ですが現在の家庭用スピーカーでは高能率な方に当たります)とか様々な神話を生み出した日本の原器と言えるでしょう。
1Wで足りるP-610に10Wの6BQ5アンプを組み合わせるなんて、昔の人もやるべきことはやってたんですね。

取り止めの無い話になりましたが、無償で受けた恩は無償で返す。
YAMAHAの1/8出力ルール、皆さまとシェアさせていただきます。

検索してたら、ここの過去にも1/8出力の記事が出てきました。
https://okwave.jp/qa/q9162191.html

お礼

>無償で受けた恩は無償で返す。

意味深い一言、私も分かることがあれば回答側になってみます、ありがとうございました

回答No.5

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして。

『例えば10Wまで低歪率で聞きたいとしたら、定格出力が何W以上あれば低歪の領域で再生できるのでしょうか？』

瞬間最大で10Wまで、低歪出力を求める場合、アンプの定格出力10W以上であれば、それでよい。と考えます。

ただ、平均10Wと言う場合は、瞬間的には数倍の出力範囲も出てきます。プロ現場では十分な安全マージンとして8倍を1つの基準とした考え方が在りますが、最初から突出した強烈なピーク音を適度に処理された市販音源では、そこまでの高い安全マージンを要求することはないと思いますので、せいぜい4倍程度、定格出力40W程度のアンプで充分だと考えてよいでしょう。

なお、出力限界付近から急激に歪が多くなるアンプと、ひかくてき緩やかに歪率が上昇していく一部の管球アンプでは、音の聞こえ方（印象など）から、また少し考え方も出てきます。

ギターアンプなどの世界では、管球アンプと半導体アンプで、アンプ出力を比較する場合、3倍とか5倍などで、「同等」という考え方も在ります。
これは、管球アンプの歪み具合が、耳障りというよりも、程よい効果という範囲も在ったりするためで、20W～30W級の管球アンプは、100W級の半導体アンプと同程度。という感がが在るのです。

お礼

自分は市販音源を聴くだけなので4倍を見ればいいわけですね、ありがとうございました

回答No.4

sirasak

https://www.jeita.or.jp/cgi-bin/standard/list.cgi?cateid=1&subcateid=2
JEITAのCP-1301Aファイルを見れば分かりますが、
昔から歪が10％の実用最大出力表示は誰でも歪が分かるとされるからと決められたようです。
3％歪以下では分からないことが多いので業務用では3％以下にするようにしているみたいです。
汎用アンプでは無くて一流アンプなら0.01％とか無歪に近い定格出力表示がされているはずですので10Wまで低歪率で聞きたいとしたら、定格出力が10W以上あれば低歪の領域で再生できます。
実際の音楽は正弦周波数の集まりとされてフーリエ変換でピンクノイズに似た20-20kHz周波数特性図のようなスペクトルになっていますし、
ｍ秒以下の瞬間ピークが無数存在しますが耳では感知できないので騒音計では時定数を持たせてカウントしないようにしているけど、耳の良い人には何となく歪むと分かるのではないでしょうか？
歪なく音楽を聴いている時の平均電力実効値はピークの1/8とされているので定格出力10Ｗアンプは1/8の1.25W位でしか連続で鳴らせないです。
80dB/wスピーカーなら1Wで1ｍ前で電車内位にうるさい80dBの音になるので普通は1Ｗｘ2位のアンプでも大き目で良い音が聴けます。

お礼

規定した歪率を満たしている出力を「定格出力」というのですね。
そしてその規定値は大体が3％以内、現代アンプは0.01％とか無歪に近いわけですね。
ありがとうございました。

補足

質問「録音　コンプレッサー　ノーマライズ」でもご回答いただきありがとうございました。
その時のご回答を含めて考えますと、
常時平均電力0.2Wで音楽を聴いていれば、ピーク電力は16倍（3.2W）である。

John_Papa様のご回答の

＞10Wを低歪率で常的に確保するには、
＞8倍の定格出力（80W）程度が必要なようです。

を勘案すると、3.2（W）×8で、25.6（W）以上の定格電力の物を選べばいいということでしょうか。

回答No.3

HAL2（@HALTWO）

A No.1 HALTWO です。

さすが John_Papa さん、業務機器に御詳しい……勉強になります(^_^)/。

そう言えば昔、この Corner で、除夜の鐘を録音した Data を 38cm Woofer の大 Speaker に繋いだ 200W/8Ω ×2 級の Amplifier で「グォ〜〜ン」鳴らして悦に入っていたら Amplifier が焦げ臭くなって煙が出てきた(笑) ことがあったと教えてくださった方がいましたね(^^;)。

私も除夜の鐘を 2tr38cm の Open Reel Tape Recorder で録音した経験があるのですが、幸か不幸かその頃は Amp' も自作 Speaker も手放して購入した Headphone でしか Monitor できない時だったので助かりました(笑)。

200W/8Ω 出る Power Amp' とは言え 38cm Woofer の Speaker を鳴らすのに 1/10 に 20W/8Ω も使わないでしょうが、除夜の鐘っていうのは 50Hz 以下のブォ〜〜ンという響が 10sec 以上続いて再たブォ〜〜ンと鳴るのが 1 時間以上続くのですから、そりゃあ電源への負担は凄まじい事になりますね(^^;)。

1970 年代の GAS AMPZILLA じゃなかったっけかな……発熱や過負荷への保護回路がある筈ですが、古い Amp' ですので基板に埃が溜まっていたのでしょうかね(^^;)。

私は極低音 Mania で自作 Woofer の空気孔から出る風圧で Lighter の火を消したりして喜んでいた時代があるのですが、生録した Contrabass の Bowing 音は Amp' が付いて行けずに変な雰囲気 (キリッとしないブワブワ音というか、説明が難しい(^^;)) になるのが不思議でしたね。……当時僕らが使っていた Amp' は録音機材にばかり金を投じて 100W/8Ω なんて出ない安 Amp' でしたが(^^;)。

その Trauma があるのか、今では「どうせまともには出やしないんだから」と Speaker 出力用と Headphone Monitor 用とで Data を作り分け、Headphone でしか 40Hz 以下は聴かないようにしています(^^;)。

素敵な Audio Life を(^_^)/

お礼

いつもご回答いただきありがとうございます

回答No.2

John_Papa

こんにちは。

10Wを低歪率で常的に確保するには、8倍の定格出力（80W）程度が必要なようです。

https://yamaha.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/6920
これは、失敗を許されない厳しい条件で運用される業務用アンプでの話ですが、
定格出力を「数十秒から数分間程度連続して出力できる電力の実効値」
としています。
一般用のアンプはもっと緩い数字が付いていることでしょう。

音楽には人体の鼓動のように変動があり、脈ごとに大きな出力が要求されます。
アンプは、定格出力を常時保てる訳ではなく、電力供給に脈があります。
ここで発生する歪みは、歪率のグラフのように静的な歪みではなく、電力供給を維持できなかった為に発生する動的な歪みです。（アンプが貧血になる・・みたいなことです）
例えば、サックスの長～い音（連続音）をアンプの定格出力で30分以上出し続けられるようには作られていないのです。

また、消費電力でも
https://yamaha.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/6910/related/1
1/8出力時の消費電力を音楽全体での消費電力として見積もる。など「1/8出力」をアンプの真の定格と考えているようですね。

当然、楽曲に因る違いはあるのですが、アンプ選びの参考にできる情報だと思います。

お礼

いつもご回答していただきありがとうございます。

定格出力が10Wのアンプであれば、10Wまでは（例えば半導体アンプなら）0.01％オーダーで利用できるという他の回答者様の回答にありました。

＞10Wを低歪率で常的に確保するには、8倍の定格出力（80W）程度が必要なようです。

これは連続的に音楽を流すなら８倍が必要という理解であってますでしょうか。

ありがとうございました

回答No.1

HAL2（@HALTWO）

Clipping 歪でもない限り、人が歪を感じるのは歪率 3% から 10% 内外です。
Studio Monitor Speaker や一部 (例えば Condenser 型) Speaker でもない限り、一般の Audio 用 Speaker は常時 1% 内外の歪を発生しているものですし、Audio 用とは呼ばない Radio 用や一部 Car Radio 用 Speaker は常時 3% 内外の歪を、車内空間では 10% 内外の歪を発生しているのですが、殆どの人は気にしません。

従って Amplifier の歪が 0.01% であろうと 0.1% であろうとその比較で音質の善し悪しを推し量れるものではありません。

Amplifier の出力歪が出力と共に徐々に少なくなって行き、或る値から急激に悪くなるのは、その出力以上の出力を出すために電源供給ができず、信号が Clip してしまうからです。……つまり Clipping 歪ですので急激に歪が増加します。

その値までは問題なく低歪で動作しますし、その値までは徐々に歪が空くなってきているようになるのは Amplifier の回路方式によるものです……A 級、A/B 級、B 級、D 級などの方式や DC (Direct Coupling)、NFB (Negative Feed Back) 等といった様々な方式があり、比較的単純な純 A 級 Non-NFB 方式だと理論上は小出力ほど歪が小さくなりますので、或る出力まで徐々に歪が少なくなるような図にはならなかったりすます。

また歪率は 1kHz よりも 100Hz や 10kHz の方が悪くなりますので、1kHz では V 字曲線を描くようでも 10kHz では 1kHz よりも大きな値で逆 L 字に近い図になったりもします。

いずれにせよ Clipping 歪ではない歪が 3% 以下では耳に歪とは感じられない「低歪領域」と言えますので、定格最大出力までは「低歪領域」と言えますし、定格最大出力 10W で 3% 歪のものが 10% 歪になるのは 11W から 12W だったりと、Clipping 歪となった歪は僅かの出力増大でも急激に増えますので、逆に見れば「定格出力以下は全て低歪領域」と言えます。

但し、あくまでも 1kHz だけの事で、100Hz 以下 10kHz 以上では定格最大出力とは関係なく (最大出力の 1/2 とか 1/4 ならば大丈夫と言えるわけではなく)、電源回路の電源供給能力とか Coupling Condenser の性格とかで大きく性格が変わりますので、何とも言えません。

素敵な Audio Life を(^_^)/

お礼

スペックの「定格出力」を見ればいいわけですね、ありがとうございました