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ほぼすべてのパワード スピーカー プロジェクトにとって、適切に設計されたクラス AB ステージは、エンジニアリング上も商業的にもより安全な選択です。クラス A が勝つのは、非常に低い聴取レベルで測定された直線性が、熱、重量、電力コストよりも重要な場合のみです。この一文は、紙の上ではクラス A の評判が良いにもかかわらず、クラス AB モジュールが依然としてほとんどの製品スピーカーに搭載されている理由を説明しています。 2 つのクラスは異なるテクノロジではありません。これらは同じ相補型トランジスタ出力段であり、異なる動作点でバイアスされています。ヒートシンクのサイズから出荷時の重量に至るまで、他のすべてはそのバイアス電流に従います。 バイアスポイントがその他すべてを決定する クラス A 出力ステージでは、デバイスは信号サイクルの 360 度全体にわたって導通します。静止電流は、アンプが負荷に供給するピーク電流よりも高く設定されているため、トランジスタがオフになることはありません。クロスオーバー領域やデバイス間のハンドオフはなく、伝達曲線は数ミリボルト以上では直線のままです。 クラス AB は、クラス B とクラス A の間に位置します。小さな定常バイアスにより、両方のデバイスがサイクルの約 200 度にわたって導通状態を維持します。これは、ゼロ交差でオーバーラップし、純粋なクラス B を悩ませるノッチ歪みを除去するのにちょうど十分な量です。オーバーラップ ウィンドウの外では、各デバイスは半分の時間しか動作せず、そこから効率が向上します。 実際の結果はベンチで簡単に観察できます。クラス A チャネルは、サイレント状態であっても最大出力で動作していても、電源からほぼ同じ電力を消費します。クラス AB チャネルは、アイドル時にはほとんど電力を消費しませんが、出力が上昇するにつれて徐々に電力を消費します。そのため、クラス A シャーシは電源投入後 10 秒間は高温になりますが、AB シャーシはプログラム素材が到着するまで低温のままです。 効率と熱: スイッチを切らないことのコスト 典型的なフルパワー効率 (%) クラスA 15-30% クラスAB 50-70% クラスD 80-93% 0% 50% 100% チャート 1: 標準的なリニア アンプ設計リファレンスから抜粋した典型的なフルパワー効率範囲 クラス A ステージの理論上の上限は、トランス結合負荷では 50% であり、より一般的なシングルエンド構成では 25% 近くになります。実際のデザインは 15 ～ 30% の範囲に落ち着きます。クラス AB は理論的には約 78.5% に達し、実際には 50 ～ 70% を実現します。これがまさに、クラス AB が高出力アナログ オーディオのデフォルトとなった理由です。 それを購入の決定につなげます。 200W クラス AB モジュールは、フル出力時に主電源から 300 ～ 350W、アイドル時に 20 ～ 30W を消費します。同等のクラス A 設計には、数百ワットの連続消費に耐えるサイズの電源とヒートシンクが必要です。これは、通常、供給ワットあたりの金属、トランス、およびキャビネットの体積が 3 ～ 4 倍になることを意味します。 アイドル時の消費電力、100W チャネル (W) 200 W 150W 100 W 50 W 0 W ～150W ～20W ～10W クラスA クラスAB クラスD チャート 2: 定常損失は出力レベルではなくバイアス電流に従います。 歪み: 優れたクラス AB は通常、安価なクラス A を上回る クラス A の評判は 2 つの実際の利点に基づいています。クロスオーバー歪みがないことと、低次の無害な 2 次高調波が大半を占める高調波プロファイルです。どちらも本物です。しかし、製品において重要な比較は、理想と理想が一致することはほとんどありません。 クラス AB のクロスオーバー歪みは、まさに耳が最も敏感な低出力レベルで高次の高調波として現れます。これは、十分なバイアス電流、ヒートシンクが温まるにつれて設定がドリフトしないようにバイアス ネットワークの厳密な熱追跡、および適切なループ ゲインの 3 つの要素によって制御されます。適切に実行された場合、クラス AB モジュールは定格出力での全高調波歪みを 0.01 ～ 0.05% の範囲に抑えますが、これは通常の再生状況では聞こえません。 クラス A が本当に前進しているのは、ミリワット レベルの高感度ドライバーです。あなたの製品がクリティカルリスニング用のニアフィールドモニターである場合、そのマージンは支払う価値があります。ポータブル PA ボックス、コラム スピーカー、またはサブウーファーの場合、その違いは部屋の騒音やプログラム素材の下では消えてしまいます。 クラス A とクラス AB の概要 以下の表は、実際に部品表と熱設計を決定するパラメータの比較をまとめたものです。 線形アナログ設計の一般的な値。実際の数値は、レール電圧、バイアス電流、負荷インピーダンスによって異なります。 パラメータ クラスA クラスAB 導通角 360度、連続 180 ～ 360 度、通常約 200 フルパワー効率 15-30% 50-70% アイドル時の消費電力 高い、全負荷に近い描画 Low、出力に応じて上昇 ディストーションシグネチャ 非常に低い、第 2 高調波が優勢 低い;バイアスがドリフトした場合のクロスオーバーアーティファクト ワットあたりのヒートシンクとトランス 3～4倍大きい ベースライン 重量と設置面積 重い、多くの場合 2 ラックユニット以上 適度でキャビネットに収まりやすい 代表的な用途 Hi-Fi、ヘッドフォンアンプ、小型モニター PAスピーカー、ラインアレイ、サブウーファー、カーオーディオ 同等の生産量でのコスト 高 中等度 これがパワードスピーカーモジュールの設計に何を意味するか プロフェッショナル向けのパワード スピーカー、ライン アレイ、およびサブウーファーは、クラス AB を中心に構築されており、ますますクラス D およびクラス H を中心に構築されています。その理由は 1 つあります。動作する製品はホット ラック内での長いデューティ サイクルに耐える必要があるからです。上記の熱計算では、システムが要求する電力レベルでクラス A が除外されるだけです。 典型的な AB 設計内では、パワー アンプ モジュールが電圧ゲインと電流供給を処理し、トーン コントロール、マイク入力、リミッターはその前に配置された別個の機能モジュールで動作します。この分割により、アナログ信号チェーンが短く保たれ、1 つのアンプ プラットフォームを複数のキャビネット モデル間で再利用できるようになります。 PL35 クラス AB アンプ用水平アナログ フロントエンド モジュール バランスの取れたマイクとライン入力に加え、5 バンドのグラフィック イコライザーを備えたこの水平モジュールは、クラス AB アンプ プラットフォームのコンパクトなフロントエンドになります。 製品を見る→ PL21 / PL21E リミット保護付き縦型機能モジュール 狭いエンクロージャ向けの垂直フロントエンド オプション。バランス型マイクとライン入力、5 バンド イコライザー、および制限保護を組み合わせています。 PL21E はマイク エコー コントロールを追加します。 製品を見る→ 上記の 2 つのフロントエンド モジュールは、そのパターンに従っています。つまり、水平形式の 5 バンド グラフィック イコライザーを備えたバランスの取れたマイクとライン入力、またはエンクロージャが狭い場合は垂直形式の制限保護を備えた同じイコライザーです。どちらもクラス AB アンプ プラットフォーム用に設計されているため、出力段のバイアス動作が主要な変数のままです。 ヒートシンク クラスAB stage フロントエンドボード EQ、マイクプリ、リミッター 図 3: アンププレートスタックがアナログパワードスピーカーに組み立てられる様子 AB 設計の熱バジェットがスケーリングを停止した場合 (通常、コンパクトなキャビネット内のチャンネルあたり数百ワットを超えます)、プロフェッショナル オーディオの次のステップはクラス A に戻るのではなく、信号に合わせて電源レールを切り替えるクラス H に進むことになります。 AMP400H などのモジュールは、リニアトランス電源と U 字型アルミニウム ヒートシンクを維持し、低レベルと中レベルでの消費をカットしながらアナログ出力段を維持します。 AMP400H 7294 クラス H パワーアンプモジュール 400 Wの中低周波出力と100 Wの高周波出力、リニアトランス電源、U字型ヒートシンク、および複数の保護回路を備えたクラスHモジュール。 製品を見る→ コミットする前にファミリー全体のマッピングを行うチーム向けのガイド パワードスピーカーモジュール設計用のアンプクラスA、AB、D、H トポロジごとに同じトレードオフを検討します。現在の状況を閲覧することもできます クラスABラウドスピーカーアンプモジュール 出力レベルと供給オプションを比較します。 新製品としてどちらかを選択する 通常、次の 4 つの質問は、どのリスニング テストよりも早く決定を下します。 デューティサイクルとは何ですか?高出力で 8 時間動作するスピーカーには、全時間バイアス電力を消費するステージを設置する余裕はありません。 熱はどこへ行くのでしょう？密閉されたプラスチック筐体では、AB 設計にはプレートへの熱経路がすでに必要です。クラス A には、はるかに大きなものが必要になります。 実際に聞こえる歪みはどのレベルですか?ダミー負荷に 1 W を入力するのではなく、製品が実際に再生するレベルで測定してください。 完成したユニットの重さはどれくらいですか?変圧器とヒートシンクの質量は、一回限りの費用ではなく、定期的に発生する輸送費と設置費です。 これらに正直に答えると、モジュール プラットフォームとともにバイアス ポイントが自動的に選択される傾向があります。 よくある質問 Q1. A級アンプとAB級アンプの主な違いは何ですか? バイアスポイントのみ。クラス A 出力ステージは信号サイクル全体を通じて導通します。クラス AB ステージはデバイスごとに約 200 度伝導し、はるかに少ない定常電流を使用しながらクロスオーバー歪みを除去します。 Q2.本当にクラスAはクラスABよりも音質が優れているのでしょうか? 自動的ではありません。適切にバイアスされたクラス AB モジュールは、通常、不適切に構築されたクラス A アンプよりも優れた測定値とサウンドを実現します。クラス A は、高感度スピーカーに対して非常に低いレベルでのみ明確なエッジを持ちます。 Q3.なぜクラスAアンプは非常に高温になるのでしょうか? 信号の有無に関わらずバイアス電流が流れ続けるためです。アイドリング時の消費電力は全負荷時の消費電力に近いため、ヒートシンクは常に最悪の場合を想定したサイズにする必要があります。 Q4.クラス A とクラス AB ではどちらがより効率的ですか? クラスAB by a wide margin. Typical figures are 15-30% for Class A against 50-70% for Class AB at full power, and the gap at idle is even larger. Q5.クラス AB パワーアンプモジュールはサブウーファーを駆動できますか? はい、特にブリッジ接続負荷構成の場合に当てはまります。モジュールの定格負荷インピーダンスをチェックし、電源とヒートシンクが短時間のバーストではなく連続的な低周波出力を維持できることを確認してください。 Q6.クラス AB モジュールの電源とヒートシンクのサイズを決定するにはどうすればよいですか? 定格出力電力から開始し、現実的な効率で割って入力電力を求め、次にオーディオ出力を減算して損失を求めます。定格出力のおよそ 1.5 ～ 2 倍のトランスのサイズを設定し、ヒートシンクの熱抵抗を計算された制限値以下に保ちます。 .article-section{margin-bottom:28px;color:#243342;font-size:16px;line-height:1.7}.article-section p{font-size:16px!important;margin-bottom:12px}.article-section h2{font-size:22px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px!important;color:#0f4c81;border-left:4px solid #e8a33d;padding-left:10px}.article-section h3{font-size:16px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px;color:#1b5e8a}.article-section ul{margin-bottom:12px;list-style-type:disc;list-style-position:inside;padding-left:0}.article-section ol{margin-bottom:12px;list-style-type:decimal;list-style-position:inside;padding-left:0}.article-section li{list-style:inherit;font-size:16px;margin-bottom:6px}.article-section table{display:table!important;width:100%;border-collapse:collapse;margin-bottom:16px;font-size:15px}.article-section thead{display:table-header-group!important}.article-section tbody{display:table-row-group!important}.article-section tr{display:table-row!important}.article-section th{display:table-cell!important;font-weight:bold;border:1px solid #cccccc;padding:8px;background:#eef4f9;text-align:left;color:#0f4c81}.article-section td{display:table-cell!important;border:1px solid #cccccc;padding:8px;vertical-align:top}.article-section caption{caption-side:bottom;font-size:16px;margin-bottom:12px;font-style:italic;color:#808080}.article-section a{color:#0f4c81;text-decoration:underline}.chart-figure{width:440px;margin:0 auto 18px;text-align:center}.chart-figure svg{display:block;width:100%;height:auto}.chart-caption{font-size:13px;color:#6b7a88;margin-top:6px;font-style:italic}.faq-grid{display:grid;grid-template-columns:repeat(2,1fr);gap:12px}.faq-card{background:#eef4f9;border-left:4px solid #0f4c81;border-radius:6px;padding:12px 14px}.faq-card h3{color:#0f4c81!important}.faq-card p{margin-bottom:0!important;font-size:15px!important;color:#33475a}@media (max-width:640px){.chart-figure{width:100%}.faq-grid{grid-template-columns:1fr}} .product-card{display:block;margin:20px 0;border:1px solid #e5e7eb;border-radius:10px;overflow:hidden;font-style:normal;background:#fff;box-shadow:0 0 5px rgba(31,41,55,.08)}.pc-inner{display:flex;text-decoration:none;color:inherit;align-items:center;min-height:148px}.product-card .pc-img{width:auto!important;min-width:0!important;max-width:min(36%,240px)!important;height:auto!important;min-height:0!important;max-height:148px!important;aspect-ratio:auto!important;object-fit:contain!important;flex:0 0 auto;display:block;align-self:center}.pc-body{padding:12px 16px;flex:1;min-width:0;display:flex;flex-direction:column;align-self:stretch;justify-content:center}.pc-title{display:block;font-size:15px;font-weight:600;color:#111;margin:0 0 6px;line-height:1.4}.pc-desc{display:-webkit-box;font-size:13px;color:#6b7280;margin:0 0 8px;line-height:1.5;overflow:hidden;-webkit-line-clamp:2;line-clamp:2;-webkit-box-orient:vertical}.pc-cta{display:block;font-size:13px;font-weight:600;color:#11700F;margin-top:auto}.pc-inner:hover .pc-title{text-decoration:underline} .article-section a:not(.pc-inner),article a:not(.pc-inner){color:#11700F}.pc-cta{color:#11700F!important}
同じ 2 x 500 W 電源サブウーファー ボードに関する 2 つの見積もりが机に届きます。 1 つ目は、ペーパーバック本とほぼ同じサイズのヒートシンクを備えたクラス AB ステージを中心に構築されています。 2 つ目は、電話機よりもわずかに大きいボード上のクラス D ステージを使用します。どちらも定格電力については正直です。すでに製作したキャビネットに適合するのは 1 つだけであり、周囲 40 °C の密閉された木製筐体内での熱テストに合格するのは 1 つだけです。 それが「クラスアンプ」という言葉の背後にある本当の決断です。アンプのクラスは、その出力デバイスが 1 つの信号サイクルにわたってどのように電流を流すかを表します。この 1 つの選択によって、除去する必要がある熱の量、購入する必要がある電源の種類、ボードに必要なフィルタリングとシールドの量、およびシャーシに使用するアルミニウムの量が決まります。製品のサウンドが良いかどうかは、それ自体で決まるわけではありません。 短いバージョン: 線形性とシンプルな電源が重要な場合はクラス AB が依然として勝ち、クラス D は効率と重量で勝ち、クラス H は高出力電力がシャーシをラジエーターに変えるのを防ぐために存在します。キャビネット、負荷、供給予算を把握した後でクラスを選択してください。事前に選択するのではありません。 クラスラベルが実際に説明する内容 クラス名は、オーディオ信号の 1 サイクル中に出力デバイスが導通状態を維持する時間という 1 つの物理的特性に由来しています。クラスAはずっと彼らを指揮し続けます。クラス B は 2 つのデバイス間でサイクルを分割し、それぞれが半分を処理します。クラス AB は両方のデバイスをゼロクロスでわずかに開いた状態に保つため、ハンドオーバーがスムーズになります。クラス D は線形の考え方を完全に放棄し、数百 kHz で出力デバイスを切り替え、オーディオをパルス幅としてエンコードします。クラス H は、リニアなオーディオ ステージを維持しますが、電源レールを信号エンベロープに合わせて上下にステップアップさせます。 他のすべてはそこから導き出されます。常に伝導するステージは、その供給の大部分を熱として無駄にします。スイッチング段階ではデバイスではほとんど何も失われませんが、設計上の問題が出力フィルタ、ゲートドライブ、および電磁干渉バジェットに押し込まれます。ステージがレールを動かすと、出力デバイス間の電圧が低下します。これがまさにリニア アンプの熱の発生源です。 ラベルに記載されていないのは、製造品質です。不適切にレイアウトされたクラス D モジュールと慎重に設計されたクラス D モジュールは同じ名前を共有しており、同じ出力レベルでヒートシンク温度が 15 °C 異なる場合があります。 効率、熱、歪みの隣り合わせ 実際の数値は出力レベル、負荷インピーダンス、電源設計に依存するため、公開されている設計リファレンスでは広い効率帯域を引用しています。以下の図は、エンジニアが最大定格出力またはそれに近い出力でトポロジを比較するときに通常使用する範囲です。 オーディオパワーステージの一般的な導通角、効率、歪み特性。実際の値は電源設計、負荷、出力レベルによって変化します。 クラス 導通角 典型的な効率 ディストーションキャラクター それが現れる場所 A 360° 20-30% 非常に低い歪み、非常に高い安定した熱 小信号ステージ、オーディオファン、スタジオの設計 B 180° 70-78% 低レベルでのクロスオーバーノッチ オーディオで単独で使用されることはほとんどありません AB 180～360° 50-70% バイアスが正しく設定されている場合の低歪み アナログ PA、パワード ミキサー、手頃な価格のアクティブ スピーカー C 180°未満 75-85% 強い高調波による高い歪み リニアオーディオではなくRFトランスミッター D スイッチング 80-95% 低い、スイッチング残留物とフィルターの品質によって支配される パワードスピーカー、サブウーファー、ポータブルシステム H 鉄道追跡 65～85% 低く、よく偏った AB 段階に近い ハイパワーラインアレイとサブウーファーアンプ 典型的なフルパワー効率 (%) クラスA 20-30% クラスAB 50-70% クラスB 70-78% クラスH 65～85% クラスD 80-95% 0 25 50 75 100 定格出力またはその付近の効率帯域。実際の使用では、クラス D ステージのアイドリング速度はヘッドラインの数値をはるかに下回ります。 クラス AB: 熱で代償を払う直線性 クラス AB は、クラス A の全額を支払うことなくクラス B のクロスオーバー ノッチを除去するために存在します。小さなバイアス電流により、両方の出力デバイスがゼロクロス付近で導通状態に保たれるため、出力デバイス間のハンドオーバーはスムーズに保たれます。プロオーディオ モジュールの一般的な自己消費電流は、デバイス ペアあたり数十ミリアンペアであり、ノッチを可聴範囲外に保つのに十分ですが、アンプがアイドル時に動作しないほど十分に小さいです。 トレードは、熱が継続していることです。 400 W クラス AB モジュールは、信号がなくても大きな電流を消費します。ヒートシンクは、エアフローの悪いラック内で 1 時間 8 分の 1 の電力でピンク ノイズが発生するという最悪のケースに備えたサイズにする必要があります。そのため、アナログ モジュールには、大きな押し出し成形ヒートシンク、U 字型アルミニウム ブラケット、場合によってはファンが搭載される傾向があります。ラベルのワット数だけを比較する購入者は、これを見逃して、クラス D モジュールの同じ 400 W に必要な金属の数分の 1 が必要であることに気づくことがよくあります。 利点はよく理解されています。スイッチング残留物がなく、負荷と相互作用する出力フィルタがなく、シンプルなトランスベースの電源であり、フィールド技術者がサービス方法をすでに知っている動作です。 クラス D: 効率は組み合わせる電源に依存します クラス D モジュールは数百 kHz でスイッチし、LC 出力フィルターを通じてオーディオを再構築します。デバイスはほとんどの時間を完全にオンまたは完全にオフに費やすため、伝導損失は小さく、効率のヘッドラインは現実的です。見出しが隠しているのは、その利点が定格出力付近でのみ保持されるということです。バックグラウンドリスニングレベルでは、スイッチング損失とゲート駆動損失が支配的となり、効率が急激に低下します。これは、主電源で動作する製品よりもバッテリ駆動の製品の方が重要です。 デザインの残りの部分は同じ重みを持ちます。デッドタイムが短すぎるとシュートスルーが発生します。長すぎると低出力時に歪みが大きくなります。出力フィルタは、ベンチ上のダミー抵抗ではなく、実際の負荷全体にわたって安定している必要があります。そして、供給を維持する必要があります。クラス D ステージと、柔らかく調整されていないレールを組み合わせると、低音のトランジェントが低下し、その利点が台無しになります。そのため、共振LLC電源と力率補正されたフロントエンドが本格的なモジュールの標準となっています。 EON522SUB アクティブサブウーファーパワーアンプモジュール 800 W LLC 共振電源と 500 W クラス D ベースステージを組み合わせて、パワードサブウーファーのレールサグとスイッチングノイズに対処します。 製品を見る→ パターンの例として、EON522D-2092 などのモジュールは、500 W ローパスおよび 200 W ハイパス クラス D ステージと LLC 共振電源を組み合わせています。これは、2.1 エンクロージャ内でレール サグとスイッチング ノイズを制御する組み合わせです。 クラス H: 最高出力範囲のレールスイッチング クラス H はリニア出力段を維持しますが、複数の電源レールを与えます。信号エンベロープがしきい値を超えると、アンプはより高いレールに切り替わります。後ろに下がると、レールは再び下がります。したがって、出力デバイスにはレール全体ではなく、数ボルトの電圧がかかるだけで、ヒートシンクに入るであろう熱はまったく発生しません。実際には、クラス H モジュールは、同じシャーシ深さではるかに大きなクラス AB 設計のパワーを提供します。 その効率性は無料ではありません。レールスイッチング回路により部品とコストが追加され、コンパレータのしきい値が正しく選択されていない場合、遷移によりアーチファクトが発生する可能性があり、トランスには複数のタップが必要です。また、モジュールを普通の AB ボードのように扱う技術者は、レールの障害を出力デバイスの障害と誤診する可能性があるため、サービス文書の重要性も高まります。 AMP400H 7294 クラス H パワーアンプモジュール 400WクラスHの中低域段、100WクラスAB高周波段、U字型アルミラジエーターを組み合わせ、安定した出力を実現します。 製品を見る→ U 字型アルミニウム ラジエーターを備えた AMP400H-7294 など、このカテゴリのモジュールは通常、数分ではなく数時間にわたる継続的な高出力が期待されるサブウーファーおよびライン アレイの使用向けに仕様化されています。 クラスの選択により、モジュール スタックのさらに下流で何が変わるか パワーステージはチェーン内の 1 つのボードであり、クラスの決定は残りのボードに波及します。高速リミッターを備えたクラス D ステージには、クリーンで適切にスケールされた信号を供給できるプリアンプ モジュールが必要です。 20 dB のゲインヘッドルームを持つクラス AB ステージは、同じソースに対して異なる動作をします。ゲイン構造、クリップの動作、保護しきい値、さらにはボリュームテーパーの選択もすべてトポロジによって変化します。 信号経路 ソースモジュール MP3、USB、Bluetooth DSPモジュール EQプリセット、リミッター アナログ機能ユニット マイクミックス、EQ、クロスオーバー パワーアンプモジュール クラスAB, D or H パワーステージはチェーンの最後のブロックです。その上にあるすべてのブロックは、そのゲイン、ヘッドルーム、および保護動作と一致する必要があります。 DSP1903 ADAU1701 2.1 システム用 DSP モジュール 4 つのプリセット EQ モード、Bluetooth、および XLR I/O を備えた ADAU1701 ベースの DSP モジュールは、2.1 ライン アレイ システムでのリミッター動作のマッチングに適しています。 製品を見る→ 実際には、モジュール式サプライヤーはここで利益を得ることができます。 ADAU1701 上に構築され、2.1 ライン アレイ システム用の 4 つのプリセット EQ モードを備えた DSP1903 などの DSP モジュールは、その下にあるパワー ステージのリミッター動作に一致させる必要があります。 2 つが独立して指定されている場合、システムは早期にクリップするか、後期に保護します。私たちの A、AB、D、H の設計トレードオフのウォークスルー これらのしきい値がどのように設定されるかについてさらに詳しく説明します。 作成している製品にクラスを一致させる ほとんどのパワード スピーカー プロジェクトはいくつかのパターンに分類され、それぞれのパターンによってクラスの選択肢がすぐに絞り込まれます。 ラインアレイおよびカラムシステム。 重量とラック密度によって決まります。共振電源を備えたクラス D がデフォルトであり、クラス H は長期間非常に高い出力で動作する必要があるモジュール用に予約されています。 サブウーファー。 低インピーダンス負荷への高い連続電力。安定した供給を備えたクラス D がこれに最もよく対応します。通常、制限部分となるのはアンプではなく電源です。 バッテリー駆動のポータブルスピーカー。 部分負荷時の効率はピーク値よりも重要です。クラス D が唯一の現実的な選択肢であり、アイドル損失は最大出力と同じくらい注意を払う必要があります。 パワードミキサーとコスト重視のアナログボックス。 リニアトランスを備えたクラス AB は、大型のヒートシンクを犠牲にして、部品表をシンプルにし、サービスストーリーを親しみやすく保ちます。 ハイパワーツーリングサブウーファー。 設計チームが線形動作を好むか最小重量を好むかに応じて、クラス H またはハイレール クラス D 設計。 コミットする前にモジュールのサプライヤーに確認すべきこと データシートのワット数は、会話の中で最も役に立たない数値です。現場での使用に耐えられる設計と、再び使用できる設計を分けるポイントは次のとおりです。 最大定格出力時だけでなく、8 分の 1 電力での効率とケース温度を、目的の周囲温度の静止空気中で測定します。 1 W と 10 W での歪み。クロスオーバーとスイッチングのアーティファクトが実際に存在します。 保護動作: 出力の短絡、負荷の不一致、電源低下時に何が起こるか、モジュールが自動的に回復するかどうか。 出荷先の市場で力率補正が必要かどうかを含む供給要件。 EMI およびアイドル ノイズ、特に高効率の圧縮ドライバーを供給するクラス D モジュールの場合。 プロトタイプと量産の間の一貫性。これはエンジニアリングの問題であると同時に製造の問題でもあります。 非標準構成が必要な購入者の場合、最初にクラスと供給トポロジを決定し、次にモジュールを導入するのが賢明な順序です。 カスタム開発 ゲイン構造、コネクター、プリセット動作について。キャビネットと電源がフリーズした後にクラスを変更すると、コストが高くなります。 クラスアンプに関するよくある質問 どのアンプクラスが最も効率的ですか? クラスD is the most efficient audio class in normal use, typically 80-95% at rated output. Class C is efficient too but distorts heavily and is used for RF, not audio. AB級アンプとD級アンプの違いは何ですか? クラスAB keeps its output devices partially conducting and behaves linearly, at the cost of continuous heat. Class D switches devices on and off at high frequency, which is far more efficient but moves the design challenge to filtering and EMI. クラス D はプロのオーディオに十分ですか? はい。適切に設計された出力フィルターと強力な共振電源を備えた最新のクラス D モジュールは、パワード ライン アレイとサブウーファーの標準です。通常、制限要因はトポロジーではなく、電源とリミッターの設定です。 クラスHアンプは何に使用されますか? クラスH is used where high output power must fit a compact chassis, such as touring subwoofers and high-power line array modules. Rail switching keeps the voltage across the output devices low, so less heat reaches the heatsink. アンプのクラスは音質に影響しますか? レイアウト、電源設計、ゲイン構造よりも重要です。よく設計されたクラス D モジュールとよく設計されたクラス AB モジュールはどちらもクリーンなサウンドを実現します。バイアスが不十分な AB ステージやフィルタリングが不十分な D ステージでは、このようなことはありません。 なぜクラスAアンプは非常に高温になるのでしょうか? 出力デバイスは、音楽が再生されていない場合でも、信号サイクル全体にわたって電流を流すためです。この定電流は安定した熱を生成するため、クラス A には適度な出力電力を得るために大きなヒートシンクと十分な換気が必要です。 .article-section{margin-bottom:22px;color:#243b53;line-height:1.7;}.article-section h2{font-size:22px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px!important;color:#123a5e;}.article-section h3{font-size:16px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px;color:#123a5e;}.article-section p{font-size:16px!important;margin-bottom:12px;}.article-section ul{margin-bottom:12px;list-style-type:disc;list-style-position:inside;}.article-section ol{margin-bottom:12px;list-style-type:decimal;list-style-position:inside;padding-left:0;}.article-section li{list-style:inherit;font-size:16px;margin-bottom:6px;}.article-section table{display:table!important;width:100%;border-collapse:collapse;font-size:15px;margin-bottom:16px;}.article-section thead{display:table-header-group!important;}.article-section tbody{display:table-row-group!important;}.article-section tr{display:table-row!important;}.article-section th{display:table-cell!important;font-weight:bold;border:1px solid #cccccc;padding:8px;background:#eef5fb;color:#123a5e;text-align:left;}.article-section td{display:table-cell!important;border:1px solid #cccccc;padding:8px;vertical-align:top;}.article-section caption{caption-side:bottom;font-size:16px;margin-bottom:12px;font-style:italic;color:#808080;}.article-section .callout{background:#eef5fb;border-left:4px solid #1f7ac0;border-radius:6px;padding:14px 16px;margin:14px 0;}.article-section .callout p{margin-bottom:0;}.article-section .chart-figure{width:440px;margin:20px auto;}.article-section .chart-figure svg{display:block;width:100%;height:auto;}.article-section .chart-caption{font-size:13px;color:#6b7c8f;text-align:center;margin-top:8px;}.article-section .faq-grid{display:grid;grid-template-columns:1fr 1fr;gap:14px;margin-top:16px;}.article-section .faq-item{background:#f2f7fc;border-left:4px solid #1f7ac0;border-radius:6px;padding:14px 16px;}.article-section .faq-item h3{font-size:16px;margin-bottom:8px;color:#123a5e;}.article-section .faq-item p{font-size:16px!important;margin-bottom:0;color:#33475b;}@media (max-width:640px){.article-section .chart-figure{width:100%;}.article-section .faq-grid{grid-template-columns:1fr;}} .product-card{display:block;margin:20px 0;border:1px solid #e5e7eb;border-radius:10px;overflow:hidden;font-style:normal;background:#fff;box-shadow:0 0 5px rgba(31,41,55,.08)}.pc-inner{display:flex;text-decoration:none;color:inherit;align-items:center;min-height:148px}.product-card .pc-img{width:auto!important;min-width:0!important;max-width:min(36%,240px)!important;height:auto!important;min-height:0!important;max-height:148px!important;aspect-ratio:auto!important;object-fit:contain!important;flex:0 0 auto;display:block;align-self:center}.pc-body{padding:12px 16px;flex:1;min-width:0;display:flex;flex-direction:column;align-self:stretch;justify-content:center}.pc-title{display:block;font-size:15px;font-weight:600;color:#111;margin:0 0 6px;line-height:1.4}.pc-desc{display:-webkit-box;font-size:13px;color:#6b7280;margin:0 0 8px;line-height:1.5;overflow:hidden;-webkit-line-clamp:2;line-clamp:2;-webkit-box-orient:vertical}.pc-cta{display:block;font-size:13px;font-weight:600;color:#11700F;margin-top:auto}.pc-inner:hover .pc-title{text-decoration:underline} .article-section a:not(.pc-inner),article a:not(.pc-inner){color:#11700F}.pc-cta{color:#11700F!important}
アイドル状態にある 100 W クラス B アンプはほとんど電力を消費せず、ヒートシンクをほとんど温めません。同じ回路を 4 オームのスピーカーに入力し、1 ワットで動作させると、波形がゼロと交差する位置にノッチが表示されます。このトポロジの簡単な部分は効率です。ゼロクロス付近の直線性が、完成したオーディオ製品に属するかどうかを決定します。 結論を先に述べておきます。オーディオ機器の場合、純粋なクラス B が最終的な正しい答えになることはほとんどありません。これは、他のクラスのアンプが測定される基準点であり、クラス AB が存在する理由でもあります。パワード スピーカー、サブウーファー、またはポータブル システム用のアンプ モジュールを指定する場合、クラス B を理解すると、どのようなトレードオフを支払う必要があるのか、サプライヤーにどの仕様を要求する必要があるのかが正確にわかります。 クラスBアンプとは実際には何ですか 業界のアンプのリファレンスでは、導通角によってクラス B が定義されています。 2 つの出力デバイスが仕事を共有し、それぞれが信号サイクルのちょうど半分、つまり 180 度の間導通します。 1 つのデバイスは負荷の正の半分で電流を押し込み、もう 1 つのデバイスは負の半分で電流を引き出し、一緒に出力で完全な波形を再構築します。 信号が存在しないときは両方のデバイスがカットオフ状態にあるため、静止電流もアイドル時の発熱もほとんどありません。その唯一の特性が魅力です。理想的なクラス B プッシュプル ステージの理論上の効率上限は pi/4、つまり約 78.5% です。これに対し、デバイスが 360 度すべてに伝導するクラス A ステージの場合は約 25% です。 問題は、2 つの部分がゼロボルトで正確に接触する必要があることです。実際のシリコンではそうではなく、その不一致がクラスの評判を決定します。 VCC -VCC NPN プラス半分 PNP マイナス半分 入力 ロード プッシュプル出力段: NPN デバイスは正の半サイクルを駆動し、PNP デバイスは負の半サイクルを駆動し、クロスオーバー歪みが生成されるゼロクロスで出会います。 クラス B 対クラス A、クラス AB、クラス D 効率だけで、製品がどのアンプのクラスに属するかが決まるわけではありません。アイドル電流、歪み挙動、熱設計も同様に重要であり、以下の表はクラス B が実際にどの位置にあるかを示しています。 数値は各トポロジの従来のベンチマークです。クラス AB およびクラス D の実際の値は、オーディオ工学の文献で一般的に引用されている範囲を反映していますが、78.5% が理想的なクラス B の上限です。 クラス 導通角 効率 アイドル電流 歪みの挙動 共用 クラス A 360度 約25% 非常に高い 最も低く、最もスムーズ 低消費電力 Hi-Fi プリアンプステージ クラス B 180度 最大約78.5% ゼロに近い 低レベルでのクロスオーバーノッチ RF トランスミッター、バッテリーギア、レガシーデザイン クラス AB 180度を少し超える程度 実際には50%から70% 低い 低い; crossover largely removed パワードスピーカー、プロオーディオ、サブウーファー クラス D スイッチング 典型的な 90% 以上 非常に低い 低い with a well-designed filter ポータブルスピーカー、PA、サブウーファーモジュール アンプクラス別の効率上限 クラスA 25% クラスB 78.5% クラスAB 50-70% クラスD 90% 0% 25% 50% 75% 100% クラス B は線形効率範囲のトップを共有します。クラス AB バーは、バイアス電流と電源損失が含まれた場合の実際の製品の到達点を示します。 2つのパターンが目立ちます。アイドル電流ではクラス B が勝ちます。これは、不バイアス出力デバイスは信号が到着するまでほとんど何も消費しないためです。これが、このトポロジーがバッテリー駆動の製品や RF トランスミッターで生き残る理由です。小さな信号が存在する場所、つまり実際の使用で主に使用される静かなリスニング範囲では、直線性が失われます。 クロスオーバー歪み: 効率の実際のコスト ゼロクロスでは、両方の出力デバイスが同時にカットオフに近づきます。ゲインが一時的に低下し、伝達曲線が平坦になり、出力波形がノッチを持ちます。スペクトラム・アナライザーでは、そのノッチは高次高調波のしぶきとして現れます。ザラザラとしたエッジのリスナーは、耳障りな、またはトランジスタ化されたと表現します。ノッチが信号の大部分を占める低出力レベルでは最悪であり、アンプが激しく駆動されると背景に消えていきます。 出力範囲全体の歪み（例） クラスB クラスAB ディストーション 出力レベル 測定データではなく傾向の例: バイアスのないクラス B ステージは低出力で最も歪みますが、適切にバイアスされたクラス AB ステージはクリッピングが始まるまで線形を維持します。 3 つの修正が存在します。出力デバイスが完全にオフにならないように、出力デバイスをわずかに導通状態にバイアスします。これがまさに B 級ステージを AB 級に変えるものです。クロスオーバー領域を線形化するために十分な負のフィードバックを適用します。または、線形トポロジーを残して、適切に設計された出力フィルターを備えたクラス D に切り替えます。最初のオプションは、最新のオーディオ ハードウェアを形作りました。クラス B プッシュプル オーディオ ステージとして販売されているほとんどのスピーカー アンプは、実際には小さなバイアス電流を流しています。 出力ステージが正しくバイアスされると、完成した製品のサウンドキャラクターは、その前のアナログフロントエンド、つまりトーンコントロール、グラフィックEQ、マイクのミキシングとリミッティングによって決まります。ここで設計が分析されます。 AB級アンプの設計解析 通常、評判を得たり失ったりします。 PL1 クラス AB アンプ用水平高音および低音 EQ モジュール 水平アナログモジュールは、トレブル/ベースEQ、マイクおよびライン入力、ボリュームコントロール、クリップ表示をクラスABアンプのフロントエンドに追加します。 製品を見る→ クラス B が依然として意味をなす場合 純粋なクラス B は時代遅れではなく、特化されているだけです。これは、送信機と定包絡線信号が非線形性を許容する RF 電力増幅や、ほぼゼロの静止電流が実行時間に直接影響するバッテリー駆動の機器では依然として一般的です。また、より小型でより低温の出力ステージでは、適度な量のクロスオーバー歪みが許容可能な価格となる、コスト重視の設計でも生き残ることができます。 RF および定包絡線送信。送信機内のクラス B およびクラス C ステージが標準的な方法です。 バッテリー駆動のデバイス。スタンバイとアイドル時の消費量によって製品の動作時間が決まります。 レガシーまたは低コストのプラットフォームでは、物理的により大きく、より高温のクラス A ステージが代替手段となります。 デスクトップ スピーカー、スタジオ モニター、ホーム オーディオなど、低レベルで音楽を再生するものでは、歪みのペナルティが効率の向上を上回っており、クラス AB が依然として主流の答えです。高出力プロフェッショナル システムはまったく異なるルートをたどります。クラス H モジュールは、電源レールを変調して信号に追従させ、線形動作を維持しながら出力デバイス間の電圧降下を小さく保ちます。 AMP400H 7294 U 字型ラジエーター付きクラス H パワーアンプモジュール クラス H module delivers 400 W into 4 Ohm, 100 W Class AB into 8 Ohm, with U-shaped aluminum radiator and protection. 製品を見る→ アンプモジュールの選び方：購入を決めるのはスペック 個別のステージを設計するのではなくモジュールを指定する人にとって、以下のチェックリストは、スムーズな統合と 6 週間後の再設計を分けるものです。 規定のインピーダンスでの定格電力。負荷がなければ 500 W という数字は何の意味もありません。4 オームでの 500 W は 8 オームでの 500 W の 2 倍の電流を消費し、ヒートシンクと保護の要件の両方が変化するからです。 供給トポロジー。リニアトランスの電源はシンプルかつ堅牢です。 PFC および LLC 共振を備えたスイッチング電源は軽量で、より広い主電源範囲に耐えられます。 連続定格とピーク定格。市販のピーク値ではなく熱定格を確認し、ヒートシンクが何をしているかを確認してください。U 字型のアルミニウム ラジエーターが高出力モジュールの実際の負荷を支えます。 保護回路。過電流、過負荷、DC オフセット、サーマル シャットダウンはモジュールとスピーカーの両方を保護し、リミット回路は出力段をハード クリッピングに導くフロント エンドを停止します。 フロントエンド機能。グラフィック EQ、マイクの優先順位、エコー、出力モードの切り替えにより、アンプの周囲にどれだけの追加の基板面積と配線が必要かが決まります。 製造証拠。 SMT ラインと音響試験室は、サプライヤーが最初のサンプルだけでなく、製造バッチ全体にわたって許容誤差を保持できるかどうかを示します。 これらの選択は製品ごとに異なるため、ほとんどのモジュール プロジェクトでは、電源電圧、コネクタの配置、EQ プリセット、出力モードなど、ある程度の調整が必要です。確立されたサプライヤー モジュールのカスタマイズプロセス 通常、そのループは大幅に短縮されます。 PL21 / PL21E 垂直 5 バンド グラフィック イコライザーおよびリミット保護モジュール 垂直オーディオモジュールは、5バンドグラフィックEQ、リミットプロテクション、バランスマイク/ライン入力、XLR出力、ボリュームコントロール、およびPL21Eマイクエコーを提供します。 製品を見る→ よくある質問 クラスBアンプは何に使用されますか? 純粋なクラス B ステージは、主に RF パワー アンプ、バッテリー駆動の機器、および少量のクロスオーバー歪みよりもアイドル電流が重要なコスト重視の設計に使用されます。オーディオ製品では、ほぼ常に同じプッシュプルのアイデアがクラス AB として実装されています。 A級アンプ、B級アンプ、AB級アンプの違いは何ですか? 違いは導通角です。クラス A デバイスは 360 度全域で伝導しアイドル ホット、クラス B デバイスは各 180 度でアイドル コールド、クラス AB はほとんどのクロスオーバー歪みを除去する小さなバイアス電流で 180 度をわずかに超えて伝導します。 クラス B アンプがクロスオーバー歪みを引き起こすのはなぜですか? ゼロボルト付近では、両方の出力デバイスがカットオフに近いため、ゲインが一時的に低下し、波形が平坦になってノッチになります。このノッチは高次高調波を生成し、低出力レベルで最もよく聞こえます。 クラス B アンプの最大効率はどれくらいですか? 理論上の最大値は、理想的なプッシュプル ステージの pi/4、つまり約 78.5% です。実際のアンプは、電源損失、デバイスの飽和電圧、実際の設計で使用されるバイアス電流により、この値を下回ります。 クラスBアンプモジュールはサブウーファーを駆動できますか? 電流を供給することはできますが、クロスオーバー ノッチと熱ストレスにより、サブウーファーの用途には適していません。ほとんどのパワードサブウーファーモジュールは、フィルタリングとリミッティングのために DSP フロントエンドを備えたクラス D またはクラス H 出力ステージを使用します。 パワードスピーカーではクラスDよりもクラスABの方が優れていますか? どちらが一般的に優れているというわけではありません。クラス AB は線形動作とシンプルな EMC 性能を提供しますが、クラス D は高出力でより低温で軽量に動作します。通常、決定は熱バジェット、重量目標、および設計にすでに含まれている処理量によって決まります。 クラス B は、宛先ではなく境界として扱うのが最適です。これは、リニア オーディオ アンプが到達できる効率の限界 (理論的には約 78.5%) を定義し、クロスオーバー歪みが主要な設計問題になる点を示しています。スピーカーおよびパワーモジュール製品の場合、実際的な答えは、ほとんどの場合、同じプッシュプルのアイデアに基づいて構築されたクラス AB フロントエンドか、直線性の最後の部分よりも効率とサイズが重要なクラス D への移行です。製品がラインのどちら側に位置するかを知ることが、仕様の全体的な練習になります。 .article-section{color:#22303f;line-height:1.7;margin-bottom:24px;}.article-section h2{font-size:22px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px!important;color:#0d3b66;padding-left:12px;border-left:4px solid #f4a259;}.article-section h3{font-size:16px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px;color:#0d3b66;}.article-section p{font-size:16px!important;margin-bottom:12px;}.article-section ul{margin-bottom:12px;list-style-type:disc;list-style-position:inside;}.article-section ol{margin-bottom:12px;list-style-type:decimal;list-style-position:inside;padding-left:0;}.article-section li{list-style:inherit;font-size:16px;margin-bottom:6px;}.article-section table{display:table!important;width:100%;border-collapse:collapse;margin-bottom:6px;}.article-section thead{display:table-header-group!important;}.article-section tbody{display:table-row-group!important;}.article-section tr{display:table-row!important;}.article-section th{display:table-cell!important;font-weight:bold;border:1px solid #cccccc;padding:8px;background:#e9f1fa;color:#0d3b66;text-align:left;font-size:15px;}.article-section td{display:table-cell!important;border:1px solid #cccccc;padding:8px;font-size:15px;vertical-align:top;}.article-section caption{caption-side:bottom;font-size:16px;margin-bottom:12px;font-style:italic;color:#808080;text-align:left;}.article-section.intro{background:#f5f8fc;border-left:5px solid #1c7ed6;border-radius:6px;padding:16px 18px;}.article-section.compare{background:#f5f8fc;border-radius:6px;padding:16px 18px;}.article-section.faq-section{background:#eef4fb;border-radius:8px;padding:18px;}.article-section.callout{background:#0d3b66;border-radius:8px;padding:18px;}.article-section.callout p{color:#e6eef8;}.chart-figure{margin:0 auto 16px;width:440px;text-align:center;}.chart-figure svg{display:block;margin:0 auto;}.article-section figcaption{font-size:13px;color:#5a6b7d;text-align:center;margin-bottom:8px;line-height:1.5;}.faq-grid{display:grid;grid-template-columns:1fr 1fr;gap:14px;}.faq-item{background:#ffffff;border:1px solid #d3e0ee;border-left:4px solid #1c7ed6;border-radius:6px;padding:12px 14px;}.faq-item h3{margin-bottom:6px;color:#0d3b66;}.faq-item p{margin-bottom:0;}.faq-item:nth-child(2n){border-left-color:#f4a259;}@media (max-width:640px){.chart-figure{width:100%;}.chart-figure svg{width:100%;height:auto;}.faq-grid{grid-template-columns:1fr;}} .product-card{display:block;margin:20px 0;border:1px solid #e5e7eb;border-radius:10px;overflow:hidden;font-style:normal;background:#fff;box-shadow:0 0 5px rgba(31,41,55,.08)}.pc-inner{display:flex;text-decoration:none;color:inherit;align-items:center;min-height:148px}.product-card .pc-img{width:auto!important;min-width:0!important;max-width:min(36%,240px)!important;height:auto!important;min-height:0!important;max-height:148px!important;aspect-ratio:auto!important;object-fit:contain!important;flex:0 0 auto;display:block;align-self:center}.pc-body{padding:12px 16px;flex:1;min-width:0;display:flex;flex-direction:column;align-self:stretch;justify-content:center}.pc-title{display:block;font-size:15px;font-weight:600;color:#111;margin:0 0 6px;line-height:1.4}.pc-desc{display:-webkit-box;font-size:13px;color:#6b7280;margin:0 0 8px;line-height:1.5;overflow:hidden;-webkit-line-clamp:2;line-clamp:2;-webkit-box-orient:vertical}.pc-cta{display:block;font-size:13px;font-weight:600;color:#11700F;margin-top:auto}.pc-inner:hover .pc-title{text-decoration:underline} .article-section a:not(.pc-inner),article a:not(.pc-inner){color:#11700F}.pc-cta{color:#11700F!important}
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