【digital】デジタルアンプ【Amplifier】

>>577
どうせ位相と周波数合わないから全波整流するだけ無駄な気がする。

>>579
個別に整流・平滑後に＋と−を接続すれば周波数や位相は関係なし

カーインバーターって中身どうなってんのかね。
スイッチング電源で141Vを作っておいて、デッドタイムのデカいＨブリッジでズコバコやるんやろか。
だとするとブリッジ前から倍とか３倍電圧整流すれば真空管アンプの電源にもなるんか。

うはカーインバーターｗ夢が広がりまくりんぐｗｗｗ

>>581
今はだいたいそんな方式みたいよ。
携帯電話の充電に限定した小型のインバータで、DC100V程度に昇圧した後で
直流のまま出す製品を見たことがある。
何かそれで問題が起こったのか、その後モデルチェンジで外形はそのまま
矩形波交流出力に変更されてたけど。

昔は12Vの矩形波を作って、センタータップつきの電源トランスで昇圧する
のが普通だったから、その頃と比べて信じられないほど小さくなった。

LPF前のパルス幅変調されたシグナルを入力に帰還して
改善する理由を教えてください!!
頭から煙がでてきそうです,

そんなもんなんとなくだよ　な・ん・と・な・く！

良スレあげ

グリドル☆バーン

KENWOODのフルデジアンプR-K1000を使っていますが、
ちょっとした疑問があります。
このアンプは通常モードだと、PWM信号によってスイッチングされる
MOSFETのソースに39Vが加えられますが、ClearAモードにすると17Vになります。
これによって最大出力が1/5になるわけですが、このClearAモードにすると、
なぜか高域と低域が若干強調されるんです。
（PWMのビット落ちの差を隠すような方法で比較しています）。
ソース電圧を下げると、ダンピングファクターが小さくなるのでしょうか？

ちなみにPWM生成はST-Micro STA320、
パワーMOSFETはヒートシンクに隠れていて未確認ですがSTA510Aあたりと思われ、
１ｃｈあたり１チップ、singleBTL構成で使っていると思われます。

>>587
メーカーのサイト見たけど、情報不足で想像するしか出来ないけですどね。
問題はNFBがどうなってるかですね。
D級といっても基本はアナログですから、普通はNFBかけてます。
フルデジタルの場合はアナログ的な手法ではNFBがかけられません。
NFBもデジタルで処理する方法もありますが、このアンプはどうなんでしょうね。
もし搭載されているなら、隠すことは無いと思いますが。

同じ音量(電力)の場合、電圧を低くした分電流が増えます。
電圧降下は電流に比例するので、電源電圧の変動が大きくなり
スピーカーのドライブ能力が落ちます。
ダンピングファクターが小さくなるわけです。
NFBがかかっていれば、この特性は改善されますが
かかってなければ電源の影響をもろに受けます。
だから電源を定電圧化する必要があったんでしょうね。
アンプの放熱器より数倍デカイ電源の放熱器が搭載されています。
これにより電力効率が悪化するので、小型、省電力という
デジアンの大きなメリットがなくなります。
なんのためのデジアンかってことです。
結果として、このクラスのD級アンプに
フルデジタルのメリットはあるんでしょかね？
あくまでも想像上の話ですけど。

それから
ST-Micro STA320のデータシート見ると
「Auto Volume Controlled Loudness」 という機能があります。
ClearAモードにすると、この機能が働いている可能性が・・・・・有？

>>587
なぜ電圧を下げるモードがあるかといえば、電圧利得は終段電圧で決まるから。
入力信号を極力アッテネータで減衰させず電圧利得を減らす方向で対応する仕掛け。

電圧を下げた状態でもPWMデューティ比が許容範囲内にある限り、理屈で言えば不利は
ないんだよねぇ。
この話を聞く限り、官能評価的にたまたまそうなったという言い方しかできないと思う。
電源回路の構造上、電圧を下げると出力インピーダンスが上昇するとかいう特性があれば
ダンピングファクタも変化するんだろうし、あるいはデューティ比が50%から離れるに
つれて変換誤差が出る回路なら歪みも増すんだろうが。

レスありがとうございます。先の書き込みについて一部訂正します。
出力ドライバは、STA505×２個、でした。また、ソース電圧は間違って
安定化前のを見ていました。レギュレート後の値はもう少し低いと思います。

>>588
デジタルでNFBって、ちょっと想像できませんが・・
STA505周りを見たところ、データシート記載の標準回路（出力フィルタ）が
そのまま使われていました。信号を帰還している形跡は無いですね。
本アンプは無帰還フルデジタルと考えて良いと思います。

電流は、負荷インピーダンスが同じなら電圧が高いほうが増えますよね。
本件の場合は39/17(=√5)倍に。その代わりPWMのパルス幅を1/5にして
同じ音量（電力）にしているのだと思います。

ClearAモードにするとLoudnessなどイコライジングをかけている可能性は
否定できないです。信じたくはありませんが。

>>589
たしかに、電圧を下げると電源のインピーダンスが上がるというのはあるかも
しれないですね。
デューティー比50%から離れるにつれて変換誤差・・の件はよくわからないのですが
ボリュームを最大にするとPWMのデューティー比を0〜100%までフルに使えて
bit精度が最大限保たれるのではないでしょうか。ボリュームをなるべく大きく
できるようにClearAモードが付いているのだと思います。

>>590
デジタルでNFBって俺の想像では出力をA/Dして演算で帰還するだけ。

ちょっと暇だったんで、もう少し書きますね。

同じスピーカー、同じ音量なら電源電圧に係わらず
出力電圧は同じです。
ClearAで電圧を下げるのは、出力電圧ではなく電源電圧です。

PWMの入力電圧を下げて出力電圧を維持するためには
入力電流を増やさなければなりません。
エネルギー保存則ですね。
だからClearAではパルス幅を√5倍にし、入力電流を√5倍にすることで
出力電圧が同じになるわけです。

負荷インピーダンスというのはアンプから見たらスピーカーですが
電源から見たらアンプになります。
ClearAでPWMのパルス幅(電流)が√5倍になるということは
電源の負荷インピーダンスは1/5になります。
　　Z=P/I^2
ClearAは実は電源に厳しいのです。

電源に十分余裕のある、極小音量時には効果を発揮しますが
ある程度になると逆転するでしょう。
電源の理想と現実のギャップですね。
デジタルでもアナログでも結局最後は電源です。
早く理想的な電源が発明されるといいんですがね。

>>592
ClearA時のパルス幅（MOSFETのオン時間）は（√5ではなくて）5倍ですよね？

負荷インピーダンスをR
ClearA時のMOSFETソース電圧をVa
通常時のMOSFETソース電圧をVn
とすると、本機の場合、Va = Vn/√5

通常時のMOSFETオン時の瞬時電力Pnは
Pn = Vn^2/R
通常時のPWMパルス幅をTnとすると、電力量 = 電力×時間は、PnTn

一方、ClearA時のMOSFETオン時の瞬時電力Paは、
Pa = Va^2/R = (1/5)Vn^2/R
ClearA時のパルス幅をTaとしたとき、負荷への供給電力量を同じにするには、
PaTa = PnTn
よって、
Ta = (Pn/Pa)Tn
= 5Tn
というようなロジックですが、間違いがあれば御指摘下さい。

出力電圧をVoとすると、流れる電流IはVo/Rなので、
Pn=Vn*I=Vn*Vo/R
Pa=Va*I=Va*Vo/R=(Vn/√5)*Vo/R
だから√5倍で合ってる。

>>593
あっ、そうですね。
パルス幅は電力に比例するんですね。
電圧が下がればオン時の電流も下がるのを忘れてました。
失礼しました。

なるほど、Pn=√5Paで合っているような・・・あれ、あれ？

保守

質問なのですが、デジタルアンプは入力はアナログ信号だと思うのですが、
入力をデジタル信号にしても増幅できるのでしょうか？

もちろん。
デジタル信号もアナログ信号だからね。

>>599
ありがとうございます。

アンプに入力する信号をデジタル信号とアナログ信号に切り替えることができる
ミュージックプレイヤーを使っているのですが、デジタルアンプは入力がアナログ
信号の場合はAD変換して増幅、入力がデジタル信号の時はAD変換しても
デジタルなのでそのまま同じデジタル信号が出るのでそれを増幅するということ
でしょうか？

アンプICに入力がアナログ信号の時とデジタル信号の時と切り替えるための
インタフェースがあるわけではないんですよね？

>>600
アンプIC自体にその機能があるんじゃないの？
デジタル信号をアナログ入力に入れるとかあり得ないから
おそらくデジタル入力時は演算でPWM信号を作っていると思われる

>>598 >>600
デジタルAMPというのは、アナログ信号を高速on-offのパルス幅信号（PWM）に変換して増幅するんで、
PWMの平均値自体はアナログ信号そのもの。AD変換はしていません。

高速on-offしていることを感覚的に「デジタル」と呼んでるだけで、正確に言えばデジタル信号じゃありません。
「１ビットアンプ」という商品名もありますが、「スイッチングアンプ」「PWMアンプ」の方が正確な呼び方でしょう。

>>600
デジタルアンプの「デジタル」はPWMやPDMのパルスを増幅するところから来ている。

PWMやPDMの情報は、
PWMの場合はパルスのデューティー比に情報が乗っていて、
PDMの場合はパルスの密度に情報が乗っている。

増幅を行うには、信号をパルスのデューティー比か、パルス密度の情報に置き換える必要があるが、
これらは、アナログ信号から直接変換する事ができるし、PCMのデータを演算処理して変換する事もできる。
またSACDみたいにはじめからパルスの密度の情報で記録している場合は、変換の必要が無い。

デジタルアンプ系のICの入力が、どのような入力を持っているかってのはICの仕様による。
ＩＣがスイッチング増幅段＋PWM/PDM変調段を統合していればアナログ入力があるだろうし、
PCMフォーマット変換+オーバーサンプリング+PCM→PWM/PDM変換演算部も内蔵していれば、デジタルが入力あるだろう。
どんな構成でも最低限スイッチング増幅段はある。（ただしスイッチング増幅段の入力が外部に出ているとは限らない）

>>601-603
デジタルアンプってAD変換→増幅→DA変換みたいなものだと思ってました。。
増幅はデジタルっぽいだけでデジタルではなく、基本入力はアナログでっていうことですね。

ありがとうございましたm(__)m

>>604
＞　増幅はデジタルっぽいだけでデジタルではなく、

ハードはスイッチングだからデジタル技術だけど、中味はアナログと考えたらどう。
出力にLを噛ませて純アナログ化してる訳だ。

よくあるPWM方式のアンプは振幅方向には量子化されているけど、時間方向には連続値をとるからアナログ。

どっち方向が量子化されていようと、デジタル信号はアナログ信号の一種に過ぎない

デジタル信号が、デジタルと呼ばれるゆえんは、
含まれる情報を離散的な値へ還元する事ができるからでしょ。

三角波や鋸波とコンパレーターで作る様なアナログ回路で作るPWMは、
時間方向に連続値になってしまうが、
DSPや高速なロジックで作るPWMは、制御粒度に応じたデジタル信号でしょ。

PDMは、そもそも単位時間あたりのパルス数を計数できるのだからデジタルだし。

全てのD級方式が時間軸方向にアナログ的な訳では無い。

>>607
そんな解釈の話をしているのでは無いと思うが。

DSPや高速なロジックで作るPWM信号や、PDM信号をデジタル信号とすると
D/Aコンバータの出力もデジタル信号と言わなきゃならなくなるのでは？
つまり、デジタルデータからPWMやPDM信号を生成することはD/A変換している
ことではありませんか？

>DSPや高速なロジックで作るPWM信号や、PDM信号をデジタル信号とすると
>D/Aコンバータの出力もデジタル信号と言わなきゃならなくなるのでは？

いいえ。
D/Aコンバーターの出力は、クロックで区切っても、情報を持ったビット列に戻せないじゃん。
デジタル的に作ったPWM信号は、信号の立ち上がりを起点として、
PWM信号を作る際に使ったのと同じ時間分解能のクロックで区切れば、
デジタルの値に戻せる。1100,1110,1100,1000みたいに。

>つまり、デジタルデータからPWMやPDM信号を生成することはD/A変換している
>ことではありませんか？

いいえ。
PCMから計算で変換すると、変換結果がシリアルに並んだビット列の情報になるだけ。
普通はすぐにLPFに突っ込んで音にしちゃうけど、計算結果をHDDに保存する事だってできる。

>D/Aコンバーターの出力は、クロックで区切っても、情報を持ったビット列に戻せないじゃん。

正確なクロックで、LSB相当の正確な電圧で割り算し、バイナリ変換すれば
ビット列に戻せますよ。

>>611
クロック、送り出してるビット列の情報と、PWM信号上のビット情報との対応は、
それぞれ一対一に対応させる事ができる。

そして、そのように対応させられる事をD/A変換とは呼ばない。
ck4G29Zvはこの事ををD/A変換だって言い張っている訳でしょ。

実際の回路でもジッタや遅延の状態を把握すれば、再現性のある物が作れる。
そうでなければシリアル通信なんて物が成立しないからね。

>正確なクロックで、LSB相当の正確な電圧で割り算し、バイナリ変換すれば

原理的な話をすればD/A変換後の信号は階段状で、バイナリの各値に対応しているが、
普通はDACを通した後の信号をデジタル信号と呼んだりしない。
(そりゃDACから矩形波を出力する事もできるけど、今話しているのはそんな事では無い)

実際の回路だと振幅方向の変化に対しては精度を得にくいから、
その方法で、D/A変換した後の電圧をA/D変換しても、
必ずしも元のバイナリ値に戻る保証が無いのでは?
多ビットの高速DACやADCではLSBまでの精度を完全に保証する事が出来ない。

δ−σ変換によるＰＷＭやＰＤＭ信号の生成はＤ／Ａ変換の１つの方式だ。
そりゃ、それにはデジタルの情報も持っているが、逐次比較型Ｄ／Ａコンバータ
の出力だって、デジタルの情報は失っていない。電圧の精度の話は程度の問題で
クロックだって完全には再現できない。

>δ−σ変換によるＰＷＭやＰＤＭ信号の生成はＤ／Ａ変換の１つの方式だ。
デジタル的に処理されたPWMやPDMの信号の段階では、
振幅方向は0と1の2値の離散値で表現されるし、
時間軸方向もクロックで管理されてて、数えることができる。
アナログ的に連続に変化するような要素はどこにも無い。
アナログ的な要素が出てくるのは、LPFを通過してからだ。

>>613
DSDはアナログなんですね
SACDはアナログ信号が記録されたCDですね

寒風吹きすさぶ中での釣りに付き合うのは、もう、やめたらいかがかｗ

Ｄ／Ａ変換の直後の電圧とか時間軸とか、どれかの次元が離散値になるのは
当然の帰結。従って、そこでは全て元のバイナリに戻すことは可能だ。
δ-σ変換によるＰＤＭ、ＰＷＭ信号の生成は、Ｄ／Ａ変換の１つの方式と考える。

>>615
そうですよ。デジタルはコピーされてインターネットに出回るから
コピーされないようにアナログを採用したという経緯があります。
しかもアナログの方が音がいいと来ていますから良いことばかりなのです。
さすが世界のソニーと膝を打ちましたよ。

フィルタレスについての意見を再び聞こう

デジタルフィルターっていわゆるローバスフィルターの事？
ＬＣフィルタ入れるとコイル通過時に位相が動いて倍音ズレするらしいけど聴感上どうなんだろう。

>>620
デジタルフィルタはIC内でディジタル演算によって周波数特性を弄るフィルタのこと。
ICの後についてるLCフィルタはアナログフィルタ。
どこかのサイトでは低周波の位相ずれには敏感だが高周波の位相ずれには鈍感だとする論文があると書かれていた気がする。

>>619
オーディオ組むならフィルタ有りのほうが良いよ。
フィルタレスはあくまで実装部品を減らすための解

ラジオの雑音が凄かった。アンプで流してる曲が、ラジオからそのまま聴こえるんだぜ。ミニ放送局かよ。

D急には飛びついたけど、結局アナログアンプに戻ったなあ
俺には1552Qで充分みたいだ

100Khzくらいのスイッチング周波数の電源と3セル直列のリチウムイオン電池だったらどっちがデジアン向きなんだろう？
だれかご意見ください

そりゃパワーソースの方がいいだろ。

キャリアが470KHzのデジアンを500KHzのスイッチング電源で動かしたとき何が起きるの？っと

第3ナイキスト領域が折り返してきて30kHzのノイズが出そうだな