practnaga blog

音が消える（減る）というノイズ・・ChatGPTに聞いてみた

プリアンプが出してない音をパワーアンプが出すことは無い。

オーディオシステムのどこかで一旦消えた音は、その下流ではトーンコントロールをやってもスピーカーをマルチシステムにしても復活することはない。これはわかりやすいよね。

しかしながら全システムで全く同時に音が消えるノイズがあると言ったら、ほとんどの皆さんは「何のことか？」と思うかも知れない。技術者の方にいくら説明しても「整流した波形はちゃんと電圧が出てるから、電源周波数に同期して音が欠落しているということはあり得ない」と言う。はっきり言ってシンクロしか信じない技術バカです(失礼！)。物理の理屈をもっとちゃんと理解してほしい。

そこで、試しにChatGPTに聞いてみた。

以下にその質問と回答を掲載するが、一般の電気技術者よりもはるかにAIの方が理屈をとらえて分かっている。

シンクロ波形を見るだけで安心してる技術者の方々にこそ、こういう論理的に説明可能な過渡現象を「物理に反する」とか言わないで理解してほしい。

そうすれば、整流回路にコンデンサを入れるだけのふつうの整流回路なんてオーディオ用には使えないことがわかってくると思う。

以下、質問と回答を一部補足しながら掲載する。ChatGPTの回答中の＜＞内は私からの補足説明。

【質問】

あなたは、一般のオーディオ機器に採用されている普通のブリッジ整流回路では、負荷に流れる電流が極端な強弱を繰り返していることは理解していますか？電圧は一定に見えるけど電流は波形の最高点付近でしか負荷には供給されていないということを説明できますか？

【ChatGPTの回答】

はい、理解しています。

そしてあなたが言っている現象は、**ブリッジ整流＋平滑コンデンサ入力電源（capacitor input filter）**ではごく基本的な動作です。⚡

結論から言うと：

**負荷に流れる電流は、実際には「トランスからの充電パルス」で供給されており、正弦波の頂点付近でしか流れていません。**

そのため **電圧はほぼ一定でも、電流は非常に鋭いパルス状**になります。

以下で順に説明します。

## 1. コンデンサが電圧を保持する

整流後に大容量コンデンサがあると

* 正弦波のピークでコンデンサが充電される

* その後はトランス電圧が下がる

＜サイン波のピークを過ぎるという意味＞

するとどうなるか。

コンデンサは

**「今の電圧より低い電圧からは電流を受け取らない」**

ので、ダイオードはすぐ逆バイアスになります。

＜逆バイアスとはダイオードの逆方向に電圧がかかるので電流が流れない状態をいう＞

つまり

**大部分の時間、トランス→負荷の電流は流れていません。**

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## 2. 負荷はコンデンサから電流をもらう

トランスが電流を出していない時間は

負荷電流は

```コンデンサ → 負荷```

から供給されます。

この間コンデンサは少しずつ放電して

電圧がゆっくり下がります。

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## 3. 次のピークで一気に充電

次の半周期で

```トランス電圧 > コンデンサ電圧```

になる瞬間があります。

＜トランス電圧が0V以上で vf 以下の間だけ＞

この瞬間だけ

```トランス → ダイオード → コンデンサ```

に **大電流が流れます。**

しかもコンデンサ電圧との差が小さいので

**非常に短い時間に大電流が流れる。**

これが

**充電パルス電流**です。

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## 4. 波形イメージ

<ChatGPTがテキスト文字で書いたイメージは分かりにくいのでその下に図を作成して入れてあるので参照されたし＞

トランス電圧

```

~    ~    ~    ~

 / \ / \ / \ / \

```

コンデンサ電圧

```

‾\___‾\___‾\___

```

トランス電流

```

   |   |   |

  ||| ||| |||

```

つまり

**電流はピーク付近の短時間だけ流れる。**

＜ここで図で補足する＞

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## 5. オーディオ電源での典型例

例えば

* 50Hz電源

* 大容量電解コンデンサ

* クラスABアンプ

だと

**導通角は 20〜40°程度**

しかありません。

つまり

**360°のうち約1割の時間だけ電流が流れる。**

＜残りの90％はトランスからの電流が流れないか、コンデンサからも流れず完全に止まっている時間もある＞

その代わり電流ピークは

**平均電流の5〜10倍**

になることも普通です。

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## 6. これが起こす問題

このため

* トランスの電流がパルス状

* ダイオードのピーク電流増大

* 電源インピーダンス上昇

* ノイズ増加

* 磁束歪み

などが起きます。

【ChatGPTの回答ここまで】

＜解説＞

ChatGPTが一番最初に次のように言っている。

＞＞「**ブリッジ整流＋平滑コンデンサ入力電源（capacitor input filter）**ではごく基本的な動作です。⚡」

つまり電流が途切れ途切れになっていることを「基本的な動作」として理解してる。

その結果として最後のところでノイズ増加や電源インピーダンスの増大、磁束の歪みなどが生じると言っている。

これらの単語の全てがオーディオ用にはあってはならないものであることがわかる。

最近は従来型の「ブリッジ整流＋平滑コンデンサ入力電源」は減ってきているが、最新のスイッチング電源さえも一次整流回路には単なるブリッジを使っているのでそこで生成されるスイッチング前の直流は途切れ途切れだ。このためスイッチング電源から吐き出される直流も電源周波数に同期した電流の欠落を伴ったものになる。

次の写真は中華製240WのパワーアンプについてきたACアダプタの内部写真。もちろんスイッチング電源だ。

右側からAC100Vが入ってくるのだが、その直後、写真では正面にGRU1510というブリッジ整流器が入っている。

これがスイッチング電源の一次整流回路。GRU1510は耐圧1000Vで15Aまでを整流できる素子で、240Wのパワーアンプには突入電流を考慮しても十分な大きさなのだが。。。

ですが私に言わせればオーディオ的にはこの整流回路がダメダメ。ブリッジ整流器はこのようにあらゆる機器に使われている。産業用機器でなら電流が途切れるノイズなどほとんど気にしなくても？で使っているのだろうが、ことオーディオ製品にとっては使い物にならない。普通の整流器では滑らかさが消え、音に角が立ってギザギザした音になり、不自然で耳障りでとても聴き続けられない音になる。余韻は土管の中の音のように濁ったり止まってしまう。

少なくとも、癒しの音を追求する当店のシステムでは音に関する部分では必ず第二世代電源（出川式電源）を使っている。出川式電源ではトランスからの電流をほぼ常時アンプ回路に供給しているので、

1）電源インピーダンスが低い

2) 整流回路での損失が’少ない（電力変換効率が高い）

3)コンデンサは最小で良く、品種もあまり関係ない。

4)立ち上がりの良いトランスの良さがストレートに音になる

というような数々のメリットがあり、しかも滑らかで余韻のゆたかな癒される音が再生されるものなのである。

オーディオ用でこの電源を採用しない理由が見当たらない。