半導体アンプの電源ＯＮ／ＯＦＦ時のショックノイズの原因について、解説します
通常、半導体アンプは＋電源とー電源で動作します。
例えば、＋３０Ｖ、０Ｖ、－３０Ｖで設計したアンプを電源ＯＮすると、＋電源と－電源とが時間をずれて立ち上がります。
仮に、＋３０Ｖに０．８秒、－３０Ｖに０．５秒とすると、その差０．８秒－０．５秒＝０．３秒間、±電源がアンプに掛かる電源電圧がアンバランスになりますので、ＮＦＢによって出力０Ｖにしようとしても、間に合いません。パワーアンプなら、大きなショック音がスピーカーから出ます。
この現象は、主に初段回路の＋、－電源の立ち上がりの時間差が主な原因です。オシロスコープでその様子を観測すると、はっきり分かります。
この現象を防ぐ意味で、音質には良くないですが遅延リレーを付けて、０．３秒以上経ったら、ＳＰに接続されるようにします。
アキュフェーズのアンプも原理は同じですが、リレーの代わりにＭＯＳＦＥＴをリレー代わりにして、遅延回路で遅らせて、スピーカーに接続させています。
いわば、必要悪なのです。
マスターズのＺバランス回路、Ｘカレント回路は±電源電圧が電源ＯＮ時、時間のずれがなく立ち上がるように設計しているので、理論的にショック音が出ません。
具体的には、初段回路をコンプリメンタリー上下対称差動回路で構成しているからです。
仮に発生するとしたら、初段回路での立ち上がりのわずかな時間差が原因ですが、「プチ」と小さいショック音です。
その発生電圧は小さく、短時間なので、スピーカーには悪影響を与えることはありません。
ちなみに、真空管アンプは立ち上がりにおいてノイズが出るはずですが、立ち上がりがゆっくりしているので気にならず、また、スピーカーに悪影響を与えることもありません。
但し、気になさる方には、スピーカー出力回路にＯＮ／ＯＦＦスイッチを付けて、マニュルでおこなうか、遅延リレーを付けて、解消することもおこなっています。
また、回路抵抗のわずかな誤差がないように、０．１％レベルで、初段デバイスを選択して調整することもあります。
ここ数年、オーディオアンプの修理依頼の問い合わせが、ひっきりなしにきております。
その主な不具合症状は、音が出たり出なかったり、ガリノイズが出るとか、オーディオ回路における接触、接続が問題になることです。
どうして、そうなってしまうのか？
推測として、【図１】をご覧ください。
【図１】スライドロータリースイッチ（小型でプリント基板に直付けできる）
５０年前のアンプは入力切替にロータリースイッチを採用していました。
けれども、コストダウン、量産性向上のため、スイッチメーカーは【図２】のようなスライドスイッチを回転で動かすスライドロータリースイッチを開発して、アンプメーカーに売り込みました。
コストが安い、小型化できている。プリント基板に配線できると、良いことずくめと当時言われました。
さらには、アルプス電気はリモート・スライドロータリースイッチを開発し、アンプ配線はシンプルに合理化されました。
【図２】アルプスＳＲＲＮ密閉ロータリースイッチ
月日が流れました。まさか、３０年４０年、いや、５０年近くアンプが使われることは想定していませんでした。
アンプメーカーのサービス部署は、発売から１５年くらい過ぎたところから、交換部品を廃棄しはじめます。
そのころから、長年使用しているアンプの音が出なくなったとか、音が小さくなったとか、動作するときノイズが出るとかいう修理依頼が増えてきました。
そのような修理依頼に対応するには、交換部品がないためにスイッチの接点をクリーニングする以外、手が無くなりました。
直るもののまた再発するケースが多く、困ったことです。
器用な修理業者は、このようなスライドロータリースイッチをシャーシから取り外し、分解して接点を根元からクリーニングすることもやり始めましたが、すでに接点自体が摩耗しているので１００％の処置ではありません。
近年のアンプではスライドロータリースイッチを採用せず、ロータリーエンコーダーを採用して、このような接触不良問題に対処しているようです。
マスターズアンプでは、入力切替スイッチはアルプスＳＲＲＮ型密閉タイプを採用しており、２５年以上経ったアンプといえど、接触不良修理はゼロです（【図３】参照）。
【図３】通常のロータリースイッチ。操作感がイマイチ
それでも、さらなる信頼性と接触性能の向上のため、高価ですが、セイデンロータリースイッチをリクエストに応えて採用しています（【図４】参照）。
【図４】セイデンロータリースイッチ
セイデンロータリースイッチのうち、特に３２型は最高の性能とメーカー側は自負しているだけあって、ヨーロッパ製のもの、測定器メーカーのロータリースイッチははるかにセイデンに及びません。
確かに、配線の手数はかかりますが、気持ちよく安心して、長年使えます。
チャンネルアンプシステムにおけるツイーター用アンプの出力と増幅度について
多くのチャンネルアンプシステムを採用されている方々は、“チャンネルアンプシステムにおけるツイーター用アンプの出力と増幅度”について悩んでいるようです。
前にも言及してみましたが、今回は分かりやすく記述したいと思います。
多くはウーファーの口径は３８ｃｍ～４０ｃｍで、口径が大きく、磁束密度もそれなりに高く、効率は９６ｄＢくらいと結構高い。
ツィーターは高効率のホーン（ドライバー）型で１１０ｄＢと非常に高い。
想定Ａ
ウーファー用のアンプの増幅率を２６ｄＢ（２０倍）としましょう。
１Ｖ(ｒｍｓ)のオーディオ信号をパワーアンプに加えると、２０Ｖがウーファーに印加されます。
８Ωなら、５０Ｗが印加されます。
そのとき、１ｍ離れた地点では、１Ｖ(ｒｍｓ)で９６ｄＢ、２Ｖだと入力は４倍になり、音圧は６ｄＢアップ(９６＋６＝１０５ｄＢ)します。
４Ｖだとその４倍となり、１０５ｄＢ＋６ｄＢ＝１１１ｄＢと音圧はアップします。
さらに倍の８Ｖだと、音圧は１１１＋６＝１１８ｄＢとなります。
８Ｖは、８Ωのスピーカーでは８×８÷８＝８Ｗになります。
さらに、倍の１６Ｖにすると、１１８＋６＝１２４ｄＢになります。
１６Ｖは１６×１６÷８＝３２Ｗになります。
このときのアンプ入力電圧は１６Ｖ÷２０（２６ｄＢ）＝０．８Ｖになります。
想定Ｂ
ツイーター用のパワーアンプの増幅率を２倍としてみましょう。
入力をウーファーと同じように１Ｖとして進みましょう。
１Ｖ入力すると、２Ｖ、と言うことは、１１０ｄＢのツイーターは１１０＋６ｄＢ＝１１６ｄＢ、
さらに２倍の２Ｖを入力させると、ツイーターは１１６＋６ｄＢ＝１２２ｄＢと、
ウーファーの計算、１２４ｄＢとほぼ同じような音響レベルになります。
ひとつの答えとして、ウーファーアンプの増幅度２６ｄＢときは、ツイーターアンプの増幅度は６ｄＢ付近であれば良いということになります。
簡単な計算
ウーファーアンプ増幅率：２６ｄＢに設定。
ツイーターアンプ増幅率：１１０ｄＢ－９６ｄＢ（ウーファーとツイーターとの効率差）＝１４ｄＢ
２６ｄＢ－１４ｄＢ＝１２ｄＢ（４倍）もあれば充分で、アンプの残留ノイズを考慮すると、６ｄＢ（残留ノイズが１／２になる）の増幅度で充分と言うことが分かります。
なお、ゲインにマージンを持たせたいなら、１０ｄＢ（３倍程度）の増幅率をお勧めします。
（注）
ヒアリング距離が２倍になると、聴く位置では６ｄＢ低くなります。
１２４ｄＢの大音響も２ｍで１１８ｄＢ、４ｍで１１２ｄＢとなり、これでも大音響です。
結論として、高効率システムではハイパワーアンプは不要なことが分かります。
