アンプは音質を改善しますか?
高品質のサウンドは耳に心地よいものです。そのため、オーディオ システムに組み込まれる多くのデバイスは、優れたサウンドを生成することを目的としています。では、アンプはオーディオ サウンドを魅力的にする要素の 1 つなのでしょうか?
アンプは、さまざまな方法で音質を向上させます。アンプは基本的にボリュームを調節するように作られていますが、サウンドのリニアリティとトーンにも影響を与える可能性があります。全体として、音質はアンプの種類、セットアップ、部屋の音響などの外的要因などに左右されます。
この記事では、アンプとは何か、その機能、アンプの仕組み、アンプの種類、さまざまな要因が音質にどのように影響するかなど、この質問に関連するいくつかのトピックについて詳しく説明します。最後に、オーディオ システムのサウンドを改善するためのヒントをいくつか紹介します。
アンプの定義と機能
アンプ (非公式に「アンプ」とも呼ばれます) は、信号の電力、電圧、または電流を増加させる電子デバイスまたはコンポーネントです。
電力供給によって電力が供給されている間、増幅器はその入力端子に印加された小さな電気信号を拾い上げ、それを増幅し、その出力端子で比例してより大きな信号を生成します.
簡単に言えば、たとえばサウンドアンプの場合、アンプは入力端で音を受け取り、出力端でより大きな音を生成しながら、可能な限り歪みを減らすことを目指しています.
アンプは、別個のデバイス/機器、または別のデバイス内に配置された電気回路のいずれかです。
アンプの種類
アンプはほとんどすべての電子機器に搭載されているため、アンプの種類もかなり多くなっています。それらを分類するさまざまな方法もあります。
入力信号の種類に基づく:電圧、電流、電力
アンプが変調できるさまざまな信号があります。入力信号が電圧である場合、アンプのゲインは、より高い電圧を生成する電圧ゲインです。
電流入力信号は、アンプが出力電流を増加させることを意味します。
アンプは、入力ソースからの電圧と電流の積として、増幅された出力電力を生成することもできます。
回路構成と操作方法に基づく:クラス A、B、AB、および C。
オーディオ アンプ クラスの種類によって、回路構成と操作方法が異なります。この分類は、以下に基づいてアンプを区別します:
- アンプのゲイン (信号が増幅される量)
- 直線性/忠実度 (出力信号が入力信号にどれほど正確に似ているか)
- 信号の歪みレベル (元の信号がどの程度変更されているか)
- 効率（増幅中にどれだけの電力が浪費されるか）
クラスA アンプはおそらく最高のサウンドであるため、最高のクラスと見なされます。これらは、最高の直線性、低信号歪み、高ゲインを実現します。欠点は、大きく、重く、効率が悪いことです。それらの非効率性は、継続的な電力損失によるものであり、大量の熱も発生させます.
クラス B クラスAアンプの欠点を克服するために設計されました。したがって、クラス B アンプは安価で、効率が高く (約 70%)、低温で動作します。残念ながら、直線性が低く、ある程度の歪みがあります。
クラスAB (名前が示すように) クラス B の効率 (50-70%) とクラス A の優れた直線性の組み合わせを提供します。
Cクラス 約 80% で最高の効率が得られますが、直線性が最も低く、歪みが大きくなります。
これらすべての要因を念頭に置いて、各クラスのアンプには長所と短所があります。概要は次のとおりです。
| アンプクラス | おおよその効率 | 長所 | 短所 |
|---|---|---|---|
| A | ~15-35% | 低信号歪み ハイゲイン | 大きくて重い 非効率 =熱生産 |
| B | ~70% | 比較的高い効率 | 直線性が悪い クロスオーバー歪みの可能性 |
| AB | ~50-70% | クラス A より効率的 低信号歪み | 効率は良いですが、あまり良くありません。 |
| C | ~80% | 優れた効率 | 直線性が最も悪い 高レベルの歪み |
増幅された信号に基づく
オーディオ周波数アンプ (A.F. アンプ): これらは、人間の可聴範囲内、つまり 20 Hz ～ 20 kHz のオーディオ信号を増幅します。それでも、一部の Hi-Fi オーディオ アンプは最大 100 kHz の信号を増幅できますが、他の A.F アンプの上限は 15 kHz です。これらのアンプはスピーカーを操作するために使用されます。
中間周波数増幅器 (I.F. 増幅器): I.F アンプは、信号によって運ばれるオーディオまたはビデオ情報が復調される前に、ラジオ、テレビ、またはレーダーの電圧信号を増幅するために使用されます。
無線周波数アンプ (R.F. アンプ): 低周波無線信号の電力を増幅します。これらの増幅器は、同調回路によって動作周波数が制御される同調増幅器です。 R.F アンプはノイズ性能が低く、ゲインがほとんどまたはまったくないものもあります。
広帯域アンプ: これらの増幅器は、オシロスコープなど、広範囲の周波数で信号を測定する必要があるデバイスで使用されます。
超音波アンプ: これらのアンプはオーディオアンプの一種です。それらは、周波数範囲が 20 kHz から約 100 kHz の超音波を増幅します。それらは、超音波スキャン、リモート コントロール システム、超音波洗浄などで使用されます。
ビデオ アンプ: 広帯域増幅器の一種です。これらは、テレビ、ビデオ、およびレーダー システムで画像情報を伝送する信号であるビデオ信号を増幅します。帯域幅は、ビデオアンプの用途によって異なります。たとえば、テレビの場合は 0 Hz から 6 MHz の範囲で、レーダー システムの場合はもっと広い範囲です。
ダイレクト カップル アンプ (DC アンプ): DC (0 Hz) 電圧などの非常に低周波の信号を増幅します。それらは、計測器や電気制御システムで一般的に使用されています。
バッファ アンプ: ゲインは 1 です。つまり、信号を増幅しません。バッファアンプは、一方の動作が他方の動作に影響を与えないように、回路を互いに分離するために使用されます。入力インピーダンスが高く、出力インピーダンスが低いため、インピーダンス整合デバイスとして機能します。
オペアンプ (オペアンプ): オペアンプは、ゲインの高い電圧増幅器です。差動入力とシングルエンド出力を備えています。オペアンプは、今日最も一般的に使用されている電子デバイスの 1 つです。それらは、多くの産業用、消費者用、および科学用デバイスで使用されています。
アンプの仕組み
アンプには、必要に応じて機能させるための 3 つの重要な接続があります。
<オール>アンプの電源は、コンセントなどの電源から供給されます。電流は、トランジスタと呼ばれるバルブのようなシステムに送られます。トランジスタは、入力接続を介してソースから受信した信号に基づいて、回路を流れる電流量を制御する可変抵抗器です。
入力ソースが信号をリリースすると、トランジスタはその抵抗を下げ、電流が流れ、音が増幅され、より大きな信号が出力接続に送られます。入力信号が大きいほど、回路を流れる電流が大きくなるため、増幅が大きくなります。
出力接続に送信される増幅された信号は、スピーカーから大きな音として聞こえます。
増幅量は、入力に対する出力信号の比率を取得することによって計算されます。これはアンプのゲインとして知られています。したがって、たとえば、ゲイン 3 は、アンプが入力信号のサイズを 3 倍にすることを意味します。
すべての入力振幅 (基本的には音量を意味します) に対して、アンプは対応する出力の増加を生成します。しかし、増幅器は無期限に信号を増幅することはできません.
各アンプが定格電力に基づいて動作できる振幅の範囲があります。上限では、入力ボリュームは最大レベルの出力を生成し、それ以上は生成しません.
最大容量を超える出力信号を配信しようとすると、クリッピングと呼ばれる現象が発生する可能性があります。これにより歪みが増加し、音質に影響を与える可能性があります。
音質に影響する要因
高品質のサウンドはいくつかの要因の総和であり、これらの要因のどれも単独では望ましいオーディオ品質を生み出すことはできません.
内的要因
たとえば、オーディオ システムに含まれるすべてのデバイスは、生成されるサウンドの特性に影響を与えます。マイク、ミキサー、ラウドスピーカー、ケーブル、アンプのいずれであっても、これらの各コンポーネントは高品質である必要があります。
アンプ（この記事の主な焦点）の場合、品質はブランドによって異なります。それに直面しよう;一部のブランドは他のブランドよりも優れており、機能が優れている傾向があります。そのため、最高のブランドを知ることで、高品質のサウンドに一歩近づくことができます (他のすべての要因は一定に保たれます)。
アンプのクラスも重要です。上で見たように、クラスが異なれば、アンプのゲイン、直線性、信号歪みレベル、および効率も異なります。線形性の高いアンプは、より正確に入力に似た信号出力を生成します。そして、これは音質の側面の 1 つです。
アンプのゲインもクラスによって異なります。これは、増幅されたサウンドが一部のアンプでは高くなり、他のアンプでは低くなることを意味します。
これらの要因に基づいて、優れたオーディオ品質を得るには、クラス A および AB アンプが最適です。
外的要因
外的要因とは、音を聞いている環境を指します。ここでも、すべての変数がサウンドの特性に影響を与えることがわかります。たとえば、部屋の形状、部屋のサイズ、温度と湿度のレベルなどです。
音質に影響を与える最も重要な外的要因を見てみましょう。
室内音響
室内音響とは、閉ざされた空間またはリスニング ルームで音波がどのように振る舞うかを指します。
人々は最高のサウンド システムを手に入れるために多額の費用を費やしていますが、高品質のサウンドを生み出すための室内音響の重要性を心に留めている人はほとんどいません。部屋、家具、表面にあるアイテムはすべて、その空間で再生されたときにオーディオがどのように聞こえるかに影響を与えます。
ここでの主な関心事は、音が部屋のさまざまな物体や表面からどのように跳ね返ったり反射したりするかということです。さまざまな距離にあるさまざまなオブジェクトは、さまざまなタイミングで音を反射します。これらの反射は、音の明瞭さを損なう可能性があります。
たとえば、木製の家具、床、壁、ガラス窓は高周波音のほとんどを反射します。さらに、一部の硬い物体も振動し、メインのサウンドを妨害するノイズ源になる場合があります。
一方、厚いウールのカーテンや床のカーペットなどの柔らかい表面も音質に影響を与える可能性があります。これらの表面はほとんどの低周波を吸収し、こもった音響効果をもたらします。
これらすべての解決策は、吸収面と反射面のバランスが取れた音響環境を作り出すことです。そのため、部屋の反射が多すぎる場合は、堅木張りの床にフロア ラグを追加するか、壁にタペストリーを掛けることを検討してください。よりフォーマルなセットアップでは、ポータブル吸音パネルを入手できます。
理解を深めるために、部屋で音がどのように機能するかを説明する短いビデオをご覧ください
https://www.youtube.com/watch?v=JPYt10zrclQ
部屋の大きさ
サウンドシステムを設置する部屋の大きさも音質に影響します。この場合の主な問題は、残響時間と呼ばれるものです。
残響時間は、音が消えたり減衰したりするのにかかる時間の尺度です。このパラメータは RT60 として表され、音が直接音レベルから 60 デシベル下まで減衰するのにかかる時間を表します。残響時間が長いほど、聞く必要のある元の音に重なってしまうため、音質に影響します。
大きな壁や天井のある大きな空間では、反射が多くなり、残響時間が長くなります。小さい部屋の場合は逆になります。
とはいえ、リスニングルームの目的によっても最適な残響時間は異なります。音楽演奏を目的とした部屋やホールでは、残響時間が長い（2.0 秒以上）ほうが音質が良くなります。部屋がスピーチを聞くためのものである場合、または人々が話している場合は、より低い残響時間 (1.5 秒未満) が必要です。
部屋のサイズが音質に影響を与えるもう 1 つの方法は、空間を音で満たすために必要な電力量です。大きな部屋の場合、部屋を適切なサウンドで満たすには、より強力なサウンド システムが必要になります。逆に、出力の低いシステムを備えた小さな部屋で再生されているオーディオを聞くと、広いスペースよりも良い音になります。
湿度
湿度は、空気中の水分保持レベルです。わずかではありますが、部屋の湿度レベルと温度がシステムの音質に影響を与える可能性があります。
音の科学は、音が伝わるには媒体が必要であることを明らかにしています。リスニングルームでは、空気が音を伝える媒体です。したがって、空気が湿っている場合、音が通過する媒体が 2 つあります。空気と水です (ただし、液体状態ではありません)。
湿度がオーディオに与える影響は、システムの品質とサウンドの種類によって異なります。湿度は大気の密度に影響を与えるため、光線エネルギーに依存するため、中高周波信号に影響が及ぶことを意味します。低周波信号は圧力に関連しているため、それほど影響を受けません。
では、湿度は音にどのように影響するのでしょうか?空気の湿度が高いほど、音が通過する媒体の密度が高くなります。したがって、音波は遅くなります。
さて、これはサウンドへの実際の影響ですが、特に部屋に複数のチャンネルがあり、多くのエネルギーが生成されている場合、違いは簡単にはわかりません.湿度が音質に及ぼす影響を認識できるのは、非常に鋭敏な耳と、他の室内音響をすでに習得している耳だけです。
オーディオ システムのサウンドを向上させるためのヒント
これまで、システムの音質に影響を与える要因について見てきました。そこで、サウンドを改善するために、簡単に実装できるいくつかのヒントを簡単にまとめます。
装備をチェック
サウンドの品質が好みに合わない場合、最初に考えるべきことは、オーディオ システムのコンポーネントです。それぞれを評価して、問題の原因を突き止めてください。
ワイヤとケーブルから始めます。スピーカーは「同相」で配線されていますか?各スピーカーを調べて、フォームの腐敗などの明らかな欠陥がないか注意してください。
すべて問題ないように見えても音質がまだ悪い場合は、ギアをアップグレードして高品質のデバイスを入手することを検討してください。
部屋の音響に取り組む
音楽を聴くための人里離れた部屋を手に入れることができれば、それはプラスです。部屋のセットアップを微調整して、最高の部屋の音響を得ることができます。
室内の硬い表面を和らげて、音質を歪ませる音の反射が多すぎないようにします。部屋を「柔らかく」しますが、信号が過度に吸収されてオーディオが不自然に聞こえないように、無理をしないでください。
スピーカーを正しく配置する
ステレオまたはマルチチャンネル スピーカーでも、優れたサウンドを生成するには最適な配置が必要です。
まず、スピーカーが床に直接立っていないことを確認してください。それらをスタンドに置きます。これにより、音の忠実度が向上します。また、不要なノイズの原因となる振動の可能性を最小限に抑えるために、スピーカーがしっかりと取り付けられていることを確認してください。次に、スピーカーと後壁の間にある程度の距離を作ります。
部屋の配置に時間をかけて、システムに最適なセットアップを見つけます。試行錯誤は、最終的に優れた音質を達成するための戦略でもあります。
レシーバー/アンプのサウンド設定を調整する
ほとんどのステレオレシーバー/アンプのメニューシステムにより、ユーザーはさまざまな機能やサウンド機能を調整できます。低音の出力、スピーカーのサイズ、スピーカーの音量に注意してください。これらは好みのサウンドを作成する上で最も重要です。
結論
アンプの主な役割は信号をブーストすることですが、入力信号に対する出力の精度 (つまり、忠実度) や歪みをどれだけ除去するかなど、音質にも影響を与える可能性があります。
それでも、オーディオシステムの音質は、アンプだけでなく、システムを構成する他のすべてのコンポーネントと、オーディオが再生される外部要因にも依存します。これらすべての要因を適切に最適化すると、ユーザーの好みに応じた高品質のサウンドを実現できます。