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AB級オーディオアンプ は、クラス A アンプとクラス B アンプのハイブリッド設計です。静止動作点を設定して、信号サイクル全体を通じてトランジスタをわずかにオン（カットオフ点より上のバイアス）に保つことで、クラス B アンプのクロスオーバー歪みの問題に効果的に対処します。その中心的な機能は、2 つの相補トランジスタ (NPN/PNP または NMOS/PMOS) が入力信号の正と負の半サイクルの間で交互に動作し、ゼロクロス領域全体で滑らかな遷移を実現することです。
クラス A アンプは、信号サイクル全体を通じて出力トランジスタを一定のオン状態に維持します。信号が中断されないため、優れた音質が得られますが、効率は非常に低く、エネルギーのほとんどが熱として放散されます。
一方、クラス B アンプは 2 つのトランジスタを使用します。1 つは正の半波用、もう 1 つは負の半波用です。各トランジスタは信号の半サイクルの 180° だけ導通します。これにより効率が大幅に向上しますが、信号のゼロクロス点で 2 つのトランジスタがオンとオフを交互に繰り返すため、クロスオーバー歪みが発生しやすく、音質に影響を与える可能性があるという欠点があります。
AB 級アンプは、比較的高い効率を維持しながら、B 級アンプのクロスオーバー歪みの問題に対処するように設計されています。
中心となる設計原則は次のとおりです。
バイアス: AB 級アンプは出力トランジスタに小さなバイアス電流を適用し、信号が入力されていない場合でも出力トランジスタをわずかに導通させます。このようにして、信号がゼロと交差するとき、両方のトランジスタは完全にオフではなく、わずかにオンのままになります。これにより、クロスオーバー歪みが効果的に回避されます。
プッシュプル: プッシュプル設計では、通常、一対の相補型トランジスタ (NPN と PNP など) を利用して、信号の正と負の半サイクルをそれぞれ増幅します。信号が正の場合、1 つのトランジスタが導通して増幅します。信号が負の場合、もう一方のトランジスタが導通して増幅します。バイアス電流により、信号がゼロに近づくと両方のトランジスタが短期間 (通常は 180° を超え 360° 未満) 導通し、スムーズな遷移が保証されます。
クラス AB オーディオアンプの効率
AB 級アンプは、A 級と B 級の間の効率を持っています。
AB 級アンプは A 級アンプよりも効率が高くなります。クラス A アンプは、信号が存在しない場合でも大量の電力を消費し続けます。ただし、AB 級アンプはバイアス電流が存在するため、アイドル モードでの消費電力は A 級アンプよりもはるかに少なくなります。信号レベルが増加するにつれて、その効率はさらに向上します。
クラス B アンプと比較すると、クラス AB アンプはバイアス電流を導入するため、一定量の自己消費電力が発生し、純粋なクラス B アンプよりも効率がわずかに低くなります。 AB 級アンプの効率は通常 60% ～ 70% です。クラス D アンプ (通常は 90% 以上に達します) ほど効率的ではありませんが、クラス AB アンプは音質において大きな利点をもたらします。
AB級オーディオアンプのアプリケーション
クラス AB アンプは、優れた音質と比較的妥当な効率のため、さまざまなオーディオ アプリケーションで人気があります。
ホーム オーディオ システム: これには、アンプ、レシーバー、Hi-Fi システムが含まれます。クラス AB アンプは、クリアで歪みの少ないオーディオ出力を提供し、オーディオマニアの高品質の要求を満たします。
カーオーディオ: 車載環境では、音質とパワーの両方が求められます。 AB級アンプは車のアンプに広く使用されており、パワフルでクリアなオーディオ体験を提供します。
TV およびマルチメディア システム: これらのアンプは、TV やコンピュータ スピーカーなどの家庭用電化製品に統合され、内蔵スピーカーを駆動したりオーディオ出力を提供します。
ヘッドフォン アンプ: 多くの高性能ヘッドフォン アンプは、ヘッドフォンの駆動に必要な音質とダイナミック レンジを確保するために、クラス AB 設計を採用しています。
プロ用オーディオ機器: AB 級アンプは、その信頼性と音質により、スタジオ モニター、楽器アンプ、PA システムでも一般的に使用されています。
