アンプの駆動力について 投稿者：NE 投稿日：2005年12月20日(火)00時05分41秒
昔アンプのｓｐ駆動性能はダンピングファクタと呼ばれていました。近年、ダンピングファクトという語はあまりお目にかからなくなり、アンプの駆動力なるものが提案されています。ところがこの意味がわからないのです。アンプ設計からみて、根拠があるのでしょうか。それとも例の暗示・オカルト・まやかしの類でしょうか。
それと、昔の教科書ではダンピングファクタは高域を含め全域1以上必須とありました。ところが今の駆動力は低音だけのようです。
普通のネットワークではクロスオーバポイントでspから見てDFが悪化するでしょう。帯域外もそうですね。spユニットの高域側は、分割振動とかドップラ歪が増えるとかの問題があり、できるだけシャープに切り、制動した方がいいと理解しているのですが。
（そのためうちではユニットに8Ωの抵抗をパラ接続し、高域側のダンピングファクタが1を割り込まないようにしています。）
NFBの原理とSPの動きについて考えるべき 投稿者：NS 投稿日：12月20日(火)19時29分24秒
ダンピングファクタ-は駆動性能を表すことではなくスピーカーの制動に関係する指標ではありませんでしたか? そもそも、ダンピングファクタ-はDF=(スピーカーのインピーダンス)/(アンプの内部インピーダンス)という式で表しますが、違っていますか? アンプの内部インピーダンス限りなく0に近くなれば、ダンピングファクターが無限大になります。しかし、実際1000だろうが100000だろうがほとんどSPの制動は差がなくなります。 ですから、トランジスタアンプ時代には昔のようにやかましく言わなくなったのです。 もっともダンピングファクターが〜100ぐらいまでは、ガラガラと変わります。これは真空管アンプについて良く言われました。ところでお使いのアンプは真空管アンプですか? 普通の半導体アンプでは、
<（そのためうちではユニットに8Ωの抵抗をパラ接続し、高域側のダンピングファクタが1を割り込まないようにしています。）>
という,ダンピングファクタが1を割り込むはずはありませんし、もともとDFが大きいはずですのでそういうことは無いと思うのですが。むしろパラ接続した抵抗はスピーカに送る電力を無駄にするので良くないのではないかと思いますが、いかがでしょう。以下のサイトを熟読し、理解を深められたらよろしいかと思います。この中にはマイナスDFという負性インピーダンスアンプ(疑似AST
or YST)についての考察が主ですが、はっきりとわかると思います。
http://www.sm.rim.or.jp/~konton/Current%20PFB-1.html
下も重要。上の元ネタ。
http://www.geocities.jp/mutsu562000/root/MFB/htm/hp448K.htm
こちらのほうがトーンバースト波を例に出しているので制動、ダンピングファクター、逆起電力の吸収などご理解いただけると思います。
Re アンプの駆動力について 投稿者：志賀 投稿日：12月20日(火)20時42分4秒
NE さん
<昔アンプのｓｐ駆動性能はダンピングファクタと呼ばれていました。近年、ダンピングファクトという語はあまりお目にかからなくなり、アンプの駆動力なるものが提案されています。ところがこの意味がわからないのです。アンプ設計からみて、根拠があるのでしょうか。それとも例の暗示・オカルト・まやかしの類でしょうか。>
駆動力というのはいわば評論家用語で、電気的特性としてはっきり定義されているわけではなさそうです。対応する値としては最大出力、最大電流値などありますが、おっしゃる通りダンピングファクター（ＤＦ）が最も近いと思います。最近でも半導体アンプの場合はスペックの一つとしてカタログ等には載せてあるはずです。これが大きいほど電磁制動力が大きくなり、ＳＰの過渡特性がよくなります。しかしどれほどの値が必要にして十分かというとよく分かりません。DF=50 程度が良いという説を聞いたことがありますがどれほど根拠のある話か分かりません。最近の半導体アンプだと、少なくともDFは50以上あるので気にすることはないと思います。一方、真空管アンプだとインピーダンスマッチングがとれたトランス付きアンプだと、負帰還を掛けなければ DF＝1 となりますが、負帰還によって大きくなります。20dB のNFB だと DF=10 くらいになるはずです。この場合スピーカーによっては制動不足となる恐れはありますが、元々真空管アンプは高忠実度再生を求めると言うより個性のある音を楽しむのが目的の場合が多いでしょうから、要するに気に入ればいいということだと思います。
<それと、昔の教科書ではダンピングファクタは高域を含め全域1以上必須とありました。ところが今の駆動力は低音だけのようです。>
これは真空管アンプ時代の話でないでしょうか？ 確かにDFは1以上はほしいところですが、やはり最も必要なのは、ウーファーあるいはフルレンジＳＰのｆ0 付近の周波数だと思います。マルチウエイＳＰの場合、トゥイターではｆ0は帯域外になるので電磁制動力はあまり必要でなく機械的制動のほうが重要だと思います。
<普通のネットワークではクロスオーバポイントでspから見てDFが悪化するでしょう。帯域外もそうですね。spユニットの高域側は、分割振動とかドップラ歪が増えるとかの問題があり、できるだけシャープに切り、制動した方がいいと理解しているのですが。>
確かにネットワークによりDFは低下しますが、ウーファー以外ではあまり気にすることはないと思います。実際、トゥイターやミッドレンジSPにアテネーターをつけたSPシステムがあるということはメーカーもDFは気にしなくても良いと言っているようなものです。 なお、分割振動やドップラー歪みの低減にDFが効くかどうかですが、全く0とはいえないまでもまず関係ないでしょう。
<（そのためうちではユニットに8Ωの抵抗をパラ接続し、高域側のダンピングファクタが1を割り込まないようにしています。）>
とのようなシステムをお使いか分かりませんが、一般的にあまり感心した方法ではないですね。半導体アンプの場合はアンプの出力インピーダンスは0.1オーム程度なので8Ωの抵抗をパラに入れてもほとんど影響しません。真空管アンプの場合は、パワーロスによるディメリットの方が問題ではないでしょうか？
ps. 生録趣味さんが先にレスを付けられましたがほぼ同じ意見です。ただ、DFが100くらいまでは（音が）がらがら変わるという点は私にはとうてい分かりません。
アンプの駆動力について 投稿者：HD 投稿日：12月21日(水)11時46分37秒
これにつきましては既に志賀さん、NSさんのレスがありますが、志賀さんのおっしゃるように特性として明確な定義はなく、感覚的な言葉のようです。使用するスピーカに対して全周波数帯域にアンプが必用なパワーを供給する能力があるかどうかという事ではないでしょうか。例えば、能率９１ｄB/2.83V/m,
インピーダンス ８Ω（最小3.1Ω）というスペックのある有名なスピーカだと、いわゆる「駆動力」の大きいアンプでないと鳴らしきれないようです。
The loudspeaker had a very high sensitivity, my estimate coming in at 92.5dB(B)/2.83V/m, slightly higher than the specified 91dB. I was therefore a little puzzled by Mr.K's finding the speaker to "suck power." However, its plot of impedance magnitude and phase does reveal the speaker to drop below 5 ohms for most of the midrange, with occasionally quite a high phase angle. At 73Hz, for example, a low impedance value of 3.94 ohms will be severely magnified by a capacitive phase angle of 55 degrees. As large-scale music tends to have a lot of energy in this region, a good, beefy amplifier is going to be necessary to drive the speaker to high levels, even with its high sensitivity.
データを見ると70Hz〜200Hzのインピーダンスは４Ω以下、最低の3.1Ωは９０〜１４０Hz辺にあります。上の引用にもありますように音楽信号は低域のエネルギーが大きいですから、低域のいわゆる「駆動力」なるものが特に言われるものと思います。こう言うスピーカにインピーダンスとしてノミナル８オームと謳えるのか疑問ではありますが。
一応駆動力の概念としては 投稿者：NS 投稿日：12月22日(木)00時49分39秒
一応駆動力の概念としては、Λコンさんのホームページから下の引用した部分を抜いてみると
http://www.geocities.jp/mutsu562000/root/MFB/htm/hp450.htm
波形の立ち上がり部分を駆動(アクセル)と終息部を制動(ブレーキ)と解釈したところ、駆動力を大きくするにはスピーカーのマグネットはバカでかく、アンプのインピーダンスは限りなくゼロ、スピーカーに電流を瞬時に送るためにも電源部も限りなく大きく、電源インピーダンスも限りなくゼロにしなければならないということのなりますが、(図体の大きいアンプになりそう) 制動部分はダンピングファクターでいえるでしょうが、駆動(力)とやらは、アンプだけの問題だけでなく電源の瞬時電流供給能力に大いに関係するかもしれないと考えるようになりました。しかし、駆動力とやらは、なんらかの数式で表せられそうですが、残念ながら自分の腐った脳味噌は思いつきませン。
Re 一応駆動力の概念としては 投稿者：志賀 投稿日：12月23日(金)11時37分50秒
NS さん、皆さん
駆動力についての提案です。一言でいえば、矩形波をどれほど忠実に再現できるかということではどうでしょうか？ もう少し具体的に言うと、SPから出る音圧の立ち上がり（原理的には下がりも同じ）波形を指数関数で近似してその特性時間の逆数を駆動力と定義するわけです。
この場合、音圧＝振動板の速度 を瞬間的に一定値にしようとするので、無限大の加速度＝無限大の力を必要とするわけですが、アンプ側としては、最大出力電圧が大きいこと、その電圧に対して、スピーカーのインピーダンスから計算される最大電流を充分供給できる能力、そして出来るだけ小さい出力インピーダンス（大きなDF）を持ったものが大きな駆動力を発揮しうるわけです。しかし、仮に理想的なアンプを作ったとしても、音圧出力の立ち上がりはスピーカの機械インピーダンスで決まるので、これが大きいと、結局アンプによってはほとんど差が出ないと言うことかもしれません。
ただし、MFBやアクティブサーボを掛けた場合は、帰還量を大きくすると出力電流が追いつけば駆動力が上がるので、最近のサブウーファーがとてつもない最大出力をうたっているのはこのことを考えているのかもしれませんね。
駆動力 ありがと 投稿者：NE 投稿日：12月24日(土)10時36分18秒
駆動力について評論家の言い方は次のようなものと理解しています。
1）電源部が弱いと、コーンの逆起電力にふられてしまって、コーンを制動できない。結果としてコーンのふらつきがとまらず、低音がぼわつく。……これは（電源の強弱）を別にすれば、DFのことですよねえ。
2）電源部が強くないと、コーンの逆起電力のフィードバックに対抗して十分な電流を供給できない。純抵抗や測定器に電流を流した場合は十分な数値をだしても、電源が弱いアンプを使えば、spが出す瞬間的な大きな逆起電力に負けるため、瞬間的にいえば十分な電流を供給することはできない。（低音部分の逆起電力が強いので、仮に小音量時でももっぱら低音でこの現象が起こるため、安アンプは低音不足になる…こういう含意があると理解しています。）……「逆起電力のフィードバック」なんてことが本当に発生するのかちょっと疑問でした。近年はアンプ設計も進化したでしょうから、昔はいわ
なかったこんなことが問題になるのかななんて思っていたんですが。
当方軽量小型コーン12cmと20cmフルレンジ（4.7ｇ+18ｇ）ですので、「駆動力」が問題になることはないでしょう。実際に低音の動きは市販品に比べてよく出ます。（コンデンサヘッドホンには負ける）
40cmウーハの150gもある質量をきちんと動かし止めるのは、本当に大変なのだとおもいます。その点うちで使っているコンデンサヘッドホンは1ミクロンで9cm径の振動盤ですから、全く別物。空気制動で十分なのでしょうね。
高音のDFについてです。もう40年位前の中島平太郎氏の教科書によれば、フルレンジspでは、高域がわのインピーダンスが上昇しているため高域のDFが0.1の場合は、10ｋで3dbくらいの上昇（だっけか）になると説明されていました。DFが1だと1dbだったかな。
マルチウェイの場合、はネットワークで問題になります。12db/oct以上のネットワークではLC共振の影響で、カットオフ周波数の肩特性がもちあがりましすよね。たしかこの部分をｓｐから見れば、アンプのDFが下がったのと同じでだったですよね。前から言われているのですが、単に増幅率がそこだけ変化しｆ特が上昇したなら問題はない。でも制動が弱りダンピング不足になった結果のｆ特の上昇なのだから音質悪化のおそれがあるわけです。とくにコーン型を分割振動域まで使う場合、制動が弱まるとコーンが勝手に動き出して歪率等が上昇しないでしょうか、この点心配です。
あとアッテネータですが、音質をそこねるといわれています。確かめたことはないけど。
さて当方のネットワークですが、8オームのSPに8オームのRをパラにして4オームとして使っています。上の理由以外に、ネットワークの設計がやりやすい、素子が小さくなって経済的というのも大きいです。
またアッテネータは使わずツイータの上半分に吸音材をたらして音量調整しています（フルトベングラーの盤を聞く時は吸音材をはね上げる）。直列の素子をへらすのですからもっとも悪くて同等（平板型だから上下方向の志向性が向上するんじゃないかな）、半田付けの面倒も減り、経済的でもあります。（調整はコンデンサヘッドホンにあわせています）
当方のspはウーハはデュアルとなっており、低域は2オームのはずです。こんなことができるのはアンプの出力に余裕があるからですね。（4Ω200W／使用はピーク時出力1W＝92db/wのspを50cmで使い実測ピークが95dbだった。半分棄てているから1W。マンションでこれ以上の音は出せません。）
DFと駆動力 投稿者：志賀 投稿日：12月25日(日)06時50分37秒
NE さん
<駆動力について評論家の言い方は次のようなものと理解しています。・・・・>
オーディオ誌などによく出てくるス逆起電力という言葉はかなり誤解して使われている場合が多いのではないでしょうか？
本来逆起電力とはインダクタンス成分があるときステップ状に電圧を掛けても電流は遅れて流れることを説明するために導入された概念で掛けた電圧を超えることはないはずです。また、交流を掛けた場合は、インピーダンスの増加の原因といってもいいでしょう。
アンプとＳＰのシステムでいうと、アンプの出力電圧は内部抵抗のため負荷のインピーダンス（交流抵抗）の変動の影響を受けます。ご存知と思いますがSPのインピーダンスは共振周波数 f0 でピークを持つのでこの周波数では電圧低下が最も少なくなります。このこの電圧降下の減少をSPの逆起電力のよるといってもいいと思います。特に逆起電力なる物が独立に存在するものではありません。交流回路理論を正確に理解していないと、逆起電力が一人歩きする傾向があります。ただし、実際の音楽振動のように出力電圧が変動していると少し複雑で、例えば、f0付近の純音信号を突然0にすると、SP振動板の自由振動によりボイスコイルに起電力が生じます。これは起電力そのもので逆という言葉を使う必要はありません。このときアンプの内部抵抗が低いと、すなわちＤＦが大きいとボイスコイルに大きな電流が流れブレーキがかかり自由振動が素早く収束します。ダンピングファクターと呼ぶゆえんです。つまりＤＦが大きいとアンプの出力電圧にスピーカーの振動がより忠実に追従するというわけです。ＤＦの大きさはほぼ負帰還量で決まるのでアンプの電流供給能力とは直接には関係ないはずです。もちろん、最大出力に近いところではＤＦは低下すると思いますが。
おっしゃっている、逆起電力のフィードバックとはなんのことかよく分かりません。誰がどんな意味で言っているんでしょうか？ ただ、確かに衝撃音を加えたとき瞬間的に大電流が流れることはあるようです。そのメカニズムはよく分かりませんが、回路に容量成分があれば起こることで、恐らくボイスコイルに大電流が流れているんではないと思います。
<当方軽量小型コーン12cmと20cmフルレンジ（4.7ｇ+18ｇ）ですので、「駆動力」が問題になることはないでしょう。実際に低音の動きは市販品に比べてよく出ます。（コンデン>サヘッドホンには負ける）>
小型コーンがトゥイターですか？ 低音特性は実際に周波数音圧特性を測られたのでしょうか？
<コンデンサヘッドホンは1ミクロンで9cm径の振動盤ですから、全く別物。空気制動で十分なのでしょうね。>
はいそうだとおみます。
<高音のDFについてです。もう40年位前の中島平太郎氏の教科書によれば、フルレンジspでは、高域がわのインピーダンスが上昇しているため高域のDFが0.1の場合は、10ｋで3dbくらいの上昇（だっけか）になると説明されていました。DFが1だと1dbだったかな。>
これも上の説明と関連しており、ＤＦが小さいと電圧降下が大きくなり、高音でのＳＰのインピーダンス増加の影響を受けやすく音圧レベルが相対的に上がります。逆にＤＦが大きいと中域での電圧降下による音圧減少が小さく相対的に高域の音圧レベルが減るということだとおもいます。少し計算すればdB 値も出てくるはずです。
<マルチウェイの場合、はネットワークで問題になります。12db/oct以上のネットワークではLC共振の影響で、カットオフ周波数の肩特性がもちあがりましすよね。たしかこの部分をｓｐから見れば、アンプのDFが下がったのと同じでだったですよね。前から言われているのですが、単に増幅率がそこだけ変化しｆ特が上昇したなら問題はない。でも制動が弱りダンピング不足になった結果のｆ特の上昇なのだから音質悪化のおそれがあるわけです。とくにコーン型を分割振動域まで使う場合、制動が弱まるとコーンが勝手に動き出して歪率等が上昇しないでしょうか、この点心配です。>
前レスでいったように、ミッドレンジやトゥイターの場合普通は強い制動が必要なf0は帯域外にあるはずなのでそれほど影響を受けないんではないでしょうか？ また分割振動への影響ですが、確かにボイスコイル部の制動力の差が分割振動のモードに影響を与える可能性はありますが、さて音質に有意な差を生み出すほどの影響があるかどうかわかりません。
<あとアッテネータですが、音質をそこねるといわれています。確かめたことはないけど。>
接触不良の原因にもなるので使わないですむなら使わない方がいいですね。
<さて当方のネットワークですが、8オームのSPに8オームのRをパラにして4オームとして使っています。上の理由以外に、ネットワークの設計がやりやすい、素子が小さくなって経済的というのも大きいです。>
<またアッテネータは使わずツイータの上半分に吸音材をたらして音量調整しています（フルトベングラーの盤を聞く時は吸音材をはね上げる）。直列の素子をへらすのですからもっとも悪くて同等（平板型だから上下方向の志向性が向上するんじゃないかな）、半田付けの面倒も減り、経済的でもあります。（調整はコンデンサヘッドホンにあわせています）>
平面スピーカーをトゥイターに使われているんですか？ 確かに、上下方向の指向性は広くなるでしょうね。ただ、左右方向の指向性はかなり強いんではないですか？ 聴く位置を十分注意すればそれで良いのかもしれませんが。
<当方のspはウーハはデュアルとなっており、低域は2オームのはずです。こんなことができ>るのはアンプの出力に余裕があるからですね。（4Ω200W／使用はピーク時出力1W＝>92db/w>のspを50cmで使い実測ピークが95dbだった。半分棄てているから1W。マンションで>これ以上の音は出せません。）>
８Ωのパラ抵抗は全てのユニットについて使っておられるんですね？ 使っておられるアンプ（半導体？）はパワーは充分余裕がありロスは気にならないというわけですね。メリットしてはネットワークのコイルが小さくてすむということでしょうか？ 確かに、コイルの直流抵抗が小さくなりその分ＤＦ的に有利かもしれませんね。具体的にどれほど変化するか計算可能だと思います。
駆動力というのはわかったようでわからない言葉です。一応定義を試みましたが、納得してもらえるかどうかわかりませんね。