仕様の理解 – カー オーディオ アンプの周波数応答
アンプの仕様を説明するシリーズの次のトピックとして、メーカーが提供する周波数応答情報を見て、その方法を説明します。この情報を解釈します。簡単に言えば、周波数応答仕様は、アンプの設計に基づいた低域と高域の限界を示しています。私たちが見たすべての仕様と同様に、提供された情報は、仕様ページから欠落している可能性のある情報と同じくらい重要です.飛び込んで見てみましょう。
アンプの周波数応答仕様を理解する
4 Hz から 50 kHz の仕様の優れたアンプを見てみましょう。この特定の例では、許容範囲が提供されていないため、これらの低周波数と高周波数の制限が 1 dB または 3 dB の許容範囲を表しているかどうかはわかりません。アンプを起動して、何がわかるか見てみましょう。
デジタル インターフェイスと負荷抵抗器のバンクに接続されたアンプは、下端で 8.21 Hz、上端で 48.7 kHz の -1 dB 周波数応答を示します。 3 dB の公差を考慮して、測定値は下部が 4.36 Hz であり、上部が私の機器の測定限界である 96 kHz を上回っています。
要するに、この情報は、このアンプがオーディオ システムの応答に劇的な影響を与えないことを示しています。 
スピーカーは抵抗器ではありません
アンプの周波数応答を支配する要因はいくつかあります。アンプに使用される回路設計とコンポーネントの説明以外に、ほとんどの人が認識しているのは、アンプを接続するスピーカー システムがその性能に影響を与える可能性があるということです。ラボでは、抵抗負荷を使用します。現実の世界では、スピーカーは AC 電流の流れに対抗し、周波数応答に影響を与える誘導性リアクタンスのレベルを追加します。パッシブ クロスオーバー ネットワークを追加すると、負荷に容量性リアクタンスが含まれるようになりました。最終的には、単純な双方向パッシブ クロスオーバー ネットワークであっても、アンプにかかる負荷は周波数によって大きく異なります。
私は、Stereophile マガジンの編集者である John Atkinson に連絡し、彼のリアクティブ スピーカー シミュレーション ネットワークを再作成する許可を求めました。彼がアンプの応答テストに無効負荷を使用したのは、Eric Benjamin による Audio Engineering Society の論文「Audio Power Amplifiers for Loudspeaker Loads」の結果でした。 Atkinson は NHT の Ken Kantor と International Jensen にパッシブ ネットワークについて相談し、その結果、以下に示すネットワークのバージョンが完成しました。
このネットワークの目的は、アンプの性能を評価するために、さまざまな周波数でさまざまなインピーダンスをアンプに与えることです。このネットワークは、公称インピーダンスが 8 オームの 2 ウェイの密閉型エンクロージャー ブックシェルフ スピーカーに電力を供給したときにアンプが認識するものを複製します。このネットワークは、トロントの The Speaker Shop の Frank Fabian の助けを借りて作成しました。彼の店には、コンデンサ、抵抗器、インダクタの在庫が豊富にあります。修理または調整が必要なホーム スピーカーがある場合は、彼に相談してください!
無効負荷に対するアンプの応答
次のステップは、4 Ω 負荷、2 Ω 負荷、および無効負荷を使用してリファレンス アンプの周波数応答測定を繰り返し、応答にどれだけの影響があるかを実証することでした。
ご覧のとおり、負荷のインピーダンスに応じて、このアンプの高周波応答に小さな変化があります。このアンプには、可変電圧電源設計の一部として、出力にいくつかのフィルター チョークが含まれています。 4 Ω とリアクティブ トレースの差は、20 kHz で 0.85 dB です。
安価なアンプはどうですか?
私たちのリファレンス・アンプはまさに、素晴らしいサウンドの高品質アンプです。では、安価なアンプでこれらの同じテストを実行するとどうなるでしょうか?見てみましょう!
私たちの安価なアンプは、抵抗負荷でかなりの仕事をしており、上部で約16kHz、下部で10 Hz未満で1dBロールオフします。赤色のトレースは、パッシブ フィルター ネットワークの誘導特性によって 2 ～ 3 kHz にいくらかの強調があることを示しています。その強調は聞こえますか？それはあなたの強迫観念のレベルに依存します。 EQ を調整すると、10 分の数 dB の違いが聞こえます。
クラス D アンプの友達はどうですか?
前述したように、私たちの優れたアンプの出力にある小さなフィルターは、さまざまな負荷の間で周波数応答に測定可能な変化をもたらしました。出力に大きなフィルターを使用するクラス D アンプを測定するとどうなりますか?
Here we can see that there is a half-dB bump around 3 kHz and more than 2 dB of additional output at 20 kHz as compared to the 1 kHz reference level. Compared to a purely resistive load, the bump at 20 kHz is 3.5 dB more than a 4-ohm resistive load and about 7 dB louder than 2 ohms. If you’ve ever wondered why Class-D amplifiers sound different than a high-quality Class-AB, this is one of the reasons.
Working with Frequency Response Specifications
For most applications, you can ignore the frequency response measurements of the amplifiers you choose. The majority will be adequately flat from 20 Hz to 20 kHz. If you plan on driving a low-impedance load (low-impedance drivers or many drivers wired in parallel), the added impedance will dramatically reduce the high-frequency performance of a Class-D amp.
If you are planning on building an audio system that is truly high-resolution audio-ready, and capable of playing audio signals beyond 20 kHz, you are going to need to do some homework. Odds are, you’ll want a Class-AB amp for the tweeters, at the very least.
Finally, designing an audio system that uses active filtering will help reduce the variations in impedance caused by passive crossovers.
If you need help choosing an amplifier for your car audio system, drop into your local specialist mobile electronics retailer and talk to one of their product specialists.
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