アンプ (音響機器)
古典的な A 級は歪は少ないが発熱が多く、パワーアンプ出力段に用いると大出力は望めなくなる。しかしこの発熱問題を解決したとする A 級アンプが 1970 年代末頃から 1980 年代にかけて流行し、大出力と低歪率をアピールした。
プッシュプルでカットオフする側の素子のバイアスを切り替えたり波形を変形させて、バイアス電流が小さくてもカットオフしないようにしたものである。バイアス電流が小さいので発熱は少なく、カットオフしないので定義により A 級となる。メーカーは新 A 級などと呼んだが、ユーザーからは疑似 A 級とか、偽 A 級と呼ばれることすらあった。
擬似 A 級の各社の呼称例
「A+ 級 (Class A+)」、「Class AA」、「MOS Class AA」、「New Class A」(テクニクス・パナソニック)
「ピュア A 級」、「ノンスイッチング A 級」、「New Super Optical Class A」(デンオン→現:デノン)
「HCA 回路」、「Dual Amp Class A」(ヤマハ)
「スーパー A」、「アドバンストスーパー A」、「デジタルピュア A」(日本ビクター)
「クォーター A」(日本マランツ)
「ノンスイッチング・サーキット」(パイオニア→現:オンキヨー&パイオニア)
他、多数。
アンプの動作としてはアナログ式のA級、AB級、B級と区別してデジタル信号を増幅するアンプをD級と総称している。
デジタルアンプではPWMやPDM信号を増幅し、スピーカーの直前でローカットフィルターを通して通常のスピーカーを駆動するアナログ信号に復調している。低出力の安価なアンプではスピーカー自体のローカットフィルター効果に依存してフィルター回路を持たないものも多い。
入力は、通常のアナログ信号を入力し内部でデジタル信号に変換する場合と、光もしくは同軸あるいはUSBなどのデジタル信号を入力する場合があり、デジタル入力を使用する場合は「フルデジタル」などと呼ばれている製品もある。
D級増幅アンプでは基本的に内部のトランジスターもしくは電界効果トランジスターFEは直流電源に対し、ON、OFFのスイッチング動作しかせず、その途中の動作領域は使用しないため、電力消費が非常に少ない。このため低出力のものはアナログ増幅では必須の放熱器を持たないものもある。半導体技術の進歩により、キャラメル大のICのみで20Wを超える出力を持つものもある。
アナログ信号をデジタル信号に変換するには、三角波とコンパレーターを用いた比較的簡便なパルス幅変調回路のものから、アナログデジタル変換素子(AD converter)を利用するものがある。いったんアナログ信号をデジタル信号に変換すると、ボリュームやトーンコントロールは複雑なデジタル処理となるので、安価なデジタルアンプでは通常のアナログ回路によるボリュームやトーンコントロール処理の後でデジタル変換を行っていることが多い。また、低出力の安価なアンプではスピーカー自体のローカットフィルター効果に依存してフィルター回路を持たないものも多い。
山本が当初提案した回路は、アンプの出力につながるスピーカーの負極と接地間に低抵抗を挿入し、スピーカーを流れる電流によって抵抗に発生した電圧を初段の差動回路に負帰還する定電流増幅回路としては基本的でシンプルなものであった。しかしこの回路はBTLアンプや左右の負極が共通のヘッドホンアンプ等では利用できないので、スピーカーの正極側に挿入した抵抗の両端電圧を初段の差動回路に負帰還するさまざまな回路が提案、実用化されている。
なお、電圧帰還と電流帰還は相反する概念ではなく、併用することが可能である。山本の提案した回路もICアンプ固有の電圧帰還を残した電圧帰還と電流帰還の併用式となっている。他にも、金田式DCアンプでは電圧帰還と電流帰還の比率を変化させる「MFB(Motional Feed Back コントロール」を提案している。これは電圧帰還と電流帰還の比率を変化させることによりスピーカーの低音共振のQを理想的な0.6前後となるように電子的にダンピングをコントロールする試みである。
電流帰還アンプの音質としては生々しく立ち上がりが早いという意見がある。スピーカーは電磁石で重量のあるコーン紙などの機械系を駆動するため振動初期では粘性抵抗などにより振動しがたいためステップ応答が悪く高いインピーダンスをもつが、いったん振動し始めるとインピーダンスが低下するという非線形の過渡特性をもっている。