LT Spiceによる６２０A+２４０５系の矩形波応答（訂正版）

　６/８にアップしたものは、回路が間違っていました。今回それを訂正したところ、６/１３にアップした実測とほぼピッタリ合いました。６/８のシミュレーションと６/１３の実測波形が合わないのでおかしいなと思っていましたが、これでスッキリしました。

　■１）訂正した回路図　（前回の回路図は、LPFの中点アース以外の各ユニットにもアースを取っておりBTLを正しく表していないのでBTL対応の１点アースの回路図に訂正。）
　これは、６/２のオーバーシュートでも訂正したののと同じです。６/２アップは間違い分は消してしまいましたが、今回は比較のため６/８分もミス版として残します。

　C10とC11の間にあるアースがBTLのアースです。前回は各ユニットにもアースを取ってしまったのがミスです。

　■２）LT Spiceでの６０４－８GのLF（ウーハー）とHF(同軸ツイータ）矩形波応答
　これは

　となります。水色線はアンプの出力で赤線がHF(同軸ツイータ）、黄緑線はLF（ウーハー）です。これで、６/８の■３）の③の実測波形が再現されました。

　■３）LT Spiceでの２４０５の矩形波応答
　これは、

　です。水色線はアンプの出力で黄緑線が２４０５の応答ですが入力に対して反転しています。これも６/８の■２）の実測波形①で赤線（アンプ出力）と青線（１．５μFの先）が反転していましたが、この反転も上のシミュレーションで再現しました。尚実測では、６/８の■２）の実測波形②で６Ω前後で反転しましたが、LT Spiceでは反転しません。論理的に考えたら反転はしません。

７０Hzのトーンバースト確認

　現状、ほぼ目標に近い音になっていると思うので、７０Hzのディップが無くなった状態での１波トーンバーストを撮っておいて、もしまた１５ｄｂ程度の強ディップが発生した場合のリファレンスとします。ポイントは波高が７０Hzで他の周波数より極端に小さくならないか、波形は正常かです。

　■１）７０Hz、８０Hzの１波トーンバースト
　これは以下。尚、マイクは自作１ポイントステレオマイク（ユニットはパナ製WM-61A)で左右のマイクの間の距離は１５ｍｍとワンポイントタイプ。

　①が７０ＨｚのL（左）側のユニットの１波トーンバーストです。RDA-520はSP端子の電気的波形を見た時は、ノイズだらけでしたが、６２０A＋２２３１A＋２４０５で鳴らした場合の１波トーンバーストはノイズは見られませんし、トーンバーストも正常です。
　②は７０ＨｚのR（右）側のユニットの１波トーンバーストです。－の２波目が少しL側より小さいですのでL側より若干形が悪いですが、＋の波高もL側と同じですので正常です。

　■２）１００Hzの１波トーンバーストとFFT
　これは

　⑤が１００ＨｚのL（左）側のユニットの１波トーンバーストですが正常です。⑥はR（右）側のユニットの１波トーンバーストですが、やはりーの２波目がダブルになっていますのでL側よりは劣ります。が異常というまでは言えません。
　同時にFFTを撮ったのが⑦⑧で⑦はステレオで納戸の戸を開けて、８．２畳を１０畳に拡大した時で、⑧は納戸の戸を閉めて、８．２畳の状態ですが、どちらも７０Hzの強ディップはありません。念のため今日も撮ってみたのが⑨ですがこれも７０Hzの強ディップはありません。今日のFFTは低音端＆高音端が急峻になっていて形がGoodです。
　これで、７０Ｈｚの強ディップ（－１５ｄｂレベル）が出た時、トーンバーストのリファレンスができた。

　【結論】
　７０Hzの強ディップがない状態（７０Hzに５ｄｂレベルのディップはある）でのトーンバーストでは７０Ｈｚ、８０Hz、１００Ｈｚの１波トーンバーストの波高は変わらない。

１次、２次フィルターのＬＴ Ｓｐｉｃｅ

前に１次フィルタのみ入力波形が再現されると言って、１次フィルタの矩形波を載せたが、ＣＬを近似値で設定したので若干矩形波が入力とずれていた。今回正確なＣＬで１次フィルタの入力矩形波が再現するのを確認しました。また２次フィルタが矩形波の原波形を再現できないことも確認しました。６/２９　赤字　フーリエ級数のグラフ追記

　■１）正弦波ではなく矩形波を使う理由
　正弦波で確認する場合は、ある周波数でしか確認できない。もし全ての周波数を確認しようとしたら∞の周波数について検証することになる。矩形波の場合は、立ち上がりが垂直であればに全ての周波数成分を含むので１回確認するだけでオーディオ帯であればほぼ全ての周波数を確認できる。用いる矩形波の立ち上がり角度が垂直に近い程高い周波数を含みます。時間領域の∞波高（つまり垂直立上りで現実には不可能）のインパルスであるデルタ関数 δ(t) の周波数スペクトルは定数 1 になるということからも大体想像できるかと思う。
　矩形波のフーリエ級数展開は、以下のようにω＝２ｎ－１の正弦関数で表せるので、ｆ＝（２ｎ－１）/（２π）のｎ＝１～∞までの各正弦関数項を１/（２ｎ－１）で割ったものの無限級数和です。これからも周波数は離散的にしても矩形波の立上り、立下りはほとんどの周波数を包含していることが判ります。より高次（高い周波数）があるほど立上り、立下り角度が急峻になります。tを時間として

　ｆ（ｔ）＝４×【SIN(ｔ）＋SIN(３ｔ）/３＋＋SIN(５ｔ）/５＋＋SIN(７ｔ）/７＋・・・・・・】/π

　これをエクセルで１１次迄グラフにしてみました。横軸はラジアン

　１１次迄足すと、立ち上がりが急になっています。高次（＝高い周波数迄含む）であるほど立ち上がりが急峻になることが実感できます。ということは音楽を時間的な信号として例えば矩形波まで含めて完璧に再現するにはＦＦＴは∞の周波数まで延びている必要があります。実際は不可能ですが。

　尚以下の検証では、ＬＴ　Ｓｐｉｃｅの設定では、立上り・立下り時間は共に、０．１μＳとしています。

　■２）１次フィルタ：前回のＣＬが近似値での結果
　これは、

　黄緑色の線（入力波形）が見えている０．２ｍＳ，１．２ｍＳ，２．２ｍＳ，３．２ｍＳ付近は赤線のＬＦ＋ＨＦ加算波形（出力）が入力からずれています。
　尚、以降で使う正確なＣＬ値は以下のＨＰで出しました。”ネットワーク設計　各種ネットワークの計算”

　http://aiwa.fc2web.com/nw/nw_design.html

　■３）１次フィルタ：ＣＬを精度アップした値にした場合
　先ずはＦＦＴで

　１．５ＫＨｚでー３ｄｂクロスしています。傾きは、６ｄｂ/Ｏｃｔです。
　ＬＦ（ウーハー）とＨＦ（ツイータ）は、矩形波出力で見ると

　ＬＦ＋ＨＦの合成波は、

　黄緑色の線が入力波形で水色がＬＦ＋ＨＦの出力ですが、重なっているので、入力波形の黄緑色の線は消えています。従い入力波形は再現されている、つまり全ての周波数は時間波形として再現できると言うことになります。

　■４）２次フィルタの場合
　　先ずはＦＦＴで
　１．５ＫＨｚでー６ｄｂクロスしています。傾きは、１２ｄｂ/Ｏｃｔです。
　ＬＦとＨＦは、矩形波出力で見ると

　ＬＦは赤線で矩形波を鈍らしたような波形で、ＨＦは黄緑色の線でオーバーシュートがある矩形波を微分したような波形です。
　ＬＦ＋ＨＦの合成波は、

　黄緑色の線が入力波形で赤色がＬＦ＋ＨＦの出力ですが、基本波形はＬＦですが、ＨＦ影響の＋スパイクパルスが０ｍＳに、またーのスパイクパルスが２ｍＳにあります。従い時間波形として再現できてはいないと言うことになります。

JBL２４０５のＨＰＦの挿入位置変更後のタイムアライン

　前回、７０Ｈｚのディップが戻ったことをアップしましたが、その時に２４０５の１次ＨＰＦ（１．５μＦのＣ）の位置がアンプのグランド側になっているのが気になった。定位とかも若干違和感があったので、プラシーボかもしれませんが、＋側に変更しました。

　■１）マッチングボックスの仕様　外形
　従来は、

　緑の養生テープを貼っているのが給電口で、黄色のＰＡＲＣ　Ａｕｄｉｏの１．５μＦは、アンプのグランド側（白っぽい線）が繋がっています。２４０５自体は６２０Ａとは逆相に繋げています。
　６/１１に変更後は、

　となり黄色のＰＡＲＣ　Ａｕｄｉｏの１．５μＦは、変更後はアンプの＋側（赤いケーブルＧｏｌｄｅｎ　Ｓｔｒａｄａ＃７９）が繋がっています。２４０５自体は６２０Ａとは逆相に繋げないといけないので、１．５μＦからは、２４０５のー（黒）側に繋げています。

　■２）マッチングボックスの仕様　回路
これは以下

　上の①が従来の回路でアンプのＳＰ端子のー（グランド）側に繋げてました。
　下の②が６/１１に変更した後の回路でアンプのＳＰ端子の＋（ホット）側に繋げています。両者共２４０５はアンプとは逆相です。

　■３）Ｃ位置変更後のタイムアライメント結果　（変更前のデータは、１９．３/２４アップで　左：２５．２ｃｍ、右：２５ｃｍ）
　８ＫＨｚのトーンバースト１波で測定。ＷＧのゲートは、１：２４。この条件ではオートトリガーが無くてもオシロ信号が静止するので２４０５を移動しつつオシロを連続的に見てタイムアライメントを決めています。

　上段が右側のユニットで①は２４０５を少し手前に置いた場合で、赤〇の下の波が２４０５で、青〇の下の波が６０４－８Ｇの波で２つはほぼ並んでいます。②がタイムアライメントが合った状態になります。２４０５が６２０Aのバッフルから２４．５ｃｍ（従来は２５ｃｍ）です。③が２５ｃｍまで離した場合ですが、この場合は、＋の２パルス目が黄色の〇で囲んだようにダブルになって分離していますのでやはりベストは②です。
　下段が左側のユニットで④は２４０５を少し手前に置いた場合で、赤〇の下の波が２４０５で、青〇の下の波が６０４－８Ｇの波で２つはほぼ並んでいます。⑤が２４０５が６２０Aのバッフルから２４．５ｃｍ（従来は２５ｃｍ）ですが、＋の２パルス目が黄色の〇で囲んだようにダブルになる寸前で広がっています。⑥が２５ｃｍ（従来は、２５．２ｃｍ）まで離した場合ですが、この場合は、＋の２パルス目がシングルになっていますのでこれがタイムアライメントが合っている位置です。
　右は従来より５ｍｍ、左は従来より２ｍｍ短くなっています。恐らく、Ｃ位置が従来のイン側と変更後のアウト側では信号の経路中の位置が違うので微妙に位相が変わっているのが最適距離が変化した原因と考えます。

　■４）Ｃ位置変更後のFFT結果
これは、

　①は変更前のＦＦＴを示しています。②は変更後ですが、２４０５が効く５ＫＨｚ以上では差はありません。位相が微妙に変わった程度ではＦＦＴは変化しないと思います。
　全体的なＦＦＴのシェイプも②の方がよりシンメトリーに近く、リーンな感じで良いと思います。また７０Ｈｚの１５ｄｂレベルの大きなディップもありません。

　■５）Ｃ位置変更後の視聴
　変更後は、プラシーボかもしれませんが、定位が広がった様に感じます。特に最近のＴＶは音場の作りこみが巧みになっていますのでそう感じます。また少しスケールが大きくなったようにも感じます。

７０Hzの低域ディップ改善と現状のシステム状態

　以前アップ（２０１９．４/１４、４/１６のアップ参照）したように２月から４/８の２１時台迄は７０Hzのディップが～５ｄｂだったが、同日の２３時台に突然１０～１５ｄｂに深くなった。７０Hzのディップは４/３０にRDA-520でシステムを組み直した時も含め暫く続いていたが、６/１１にFFTを取ってみたところ改善というか以前のレベル５ｄｂにまで戻っていた。意識して変えたところは全くないので原因は判りませんがオカルト的ではありますし、又いつ戻ったかも不明です。７/３オレンジ色の字を追記

　■１）現状のシステム
　これは以下のようになっています。

　低域から説明すると、右のアンプRDA-520から同軸でデジタル信号をDACに流し、LFのみ７０Hzカットで４３３１Aの２２３１Aを鳴らしています。チャンデバの設定は全域用アンプがLP2020A+時代は６０Hz、今は全域用はRDA-520で４４Hzですが、実際のカット周波数はFFTで見ると７０Hzで同じです。２２３１Aを８００Hzまで使うと静止的なサインスイープでは判りませんが５００Hz付近で過渡応答的な抜けがあるように聴こえるので（ヴァイオリンの音で判定した）カットは７０Hzまで下げています。４３３１Aはバスレフの穴をEVA樹脂で塞いで密閉化しています。（２０１９．２/１、２/４、２/９、２/１３、２/１６、２/１９のアップ参照）これにより所謂バスレフの低域の遅れを解消し、ドロドロ感（「ドンッ！」と言う原音に対し「ドゥ～ンウゥ～ン」と言う音）の少ないタイトな低音が得られています。

　RDA-520のSP端子からは、全域をALTEC６２０AとJBL２４０５に並列で供給しています。６２０A　の低域LFウーハーもこれは木とウレタンシートで密閉化しました。（２０１９．１/２３、１/２９、２/７のアップ参照）

６２０AのHF同軸ツイータは、１．３KHｚ附近にマルチセルラホーンの共振がでるのでそのダンプ対策として７５０ｇ程度の重りを置いて共振ディップを軽減しています。（２０１９．３/１２、３/１４のアップ参照）また、上の写真に写っている巻線式の可変アッテネータは経年劣化が出てきやすいので現在は使用せず、固定抵抗でー６ｄｂに変更済。可変ＡＴＴがー５ｄｂ迄ですのでオリジナルの可変ATTの限界ー１ｄｂに１．５KHｚ以上を下げていることになります。中域可変ＡＴＴの薄い音から芯の通った地に足が着いたライブ感に改善。（２０１８．９/１０及び９/２５アップ分参照）

　高域は２４０５で鳴らしていますが、HPFとしてPARC Audioの１．５μFのC（誘電体はＰＰ：ポリプロピレン）を入れています。下に見える黒いのは双信のビンテージフィルムコン１．５μF（WT２A155K：角形)で切り替えられるようディップＳＷを付けています。誘電体はＰＰ＋ＰＣ（ポリカ）です。昔聞いたところでは、PCは低域がしっかりしている、PPは高域の方が良いということです。双信はポリカの２．２μF（V2A225K：円筒形)も持っていますが、これだと高域の被りが多すぎる。しかし角形より円筒形の方が音が良いと言う意見もあるので試してみる価値はあるかもです。

タイムアライメントをマイクを聴取位置に置くことでｍｍ単位で取っています。これにより自然な響きや定位を得ています。（マイクは６２０Aの前に写っていますが、実際にタイムアラインする時はこの位置ではなく通常聴取位置にしています）

　コンセプトは、オールアルニコユニットの浮動性のない自然な音をユニットから引っ張り出すことと、更に６２０A及び４３３１Aの位置を低域の凹凸が最小になるような位置にセットすることで定在波の影響を最小化することです。

　右上にあるのがRDA-520でその左に低域用のLP2020A+がありその上には低域用のDACがあり赤いLEDが左に光っています。その下にチャンデバCX2310がありLFのみ使っています。その下のラックの棚板にクランプで光ケーブルを２本束ね、その下にあるCDP-555ESJの上に光ファイバーのセレクター（TV/CD/他）を載せており、これから青いLEDの光（セレクトしているデバイスを示す）が見えています。
　
　■２）４/８の２３時以降発生して出続けていた７０Hzのディップ
　４/８の２１時台迄（２月以降）は２４０５のＡＴＴを１４ｄｂでＦＦＴを取って以下の様に～５ｄｂのディップでした。

　ところが、同日２３時台に２４０５のＡＴＴを１２ｄｂに変更した時には、

　７０Ｈｚのディップが突如～１５ｄｂと深くなりそれからは、日によっても変動していましたがディップ深さは通常の音圧に比べ１０～１５ｄｂ下がっていました。

　■３）６/１１に取ったFFT
これは、

　①は６２０A＋２４０５で、②は４３３１A(２２３１A)＋６２０A+２４０５です。②を見て頂くと、赤〇で囲んだ７０Hzのディップがー５ｄｂに収まっていることが判ると思います。今日も取っていますが、このレベルで収まっていますが戻った原因は判りません。下段が左右別FFTですが、０．５KHｚと１KHzに少し音圧の高いところがあります。
　これは６２０Aの超軽量コーンウーハーのアクチュエーターの特徴なので欠点というよりこれがないと６０４－８Gの音でなくなります。これは左側が少し顕著です。

　■４）現状のRDA-520での視聴
　高域のハイ上がりをブルームーンさんのアドバイスで訂正してからは、密閉の低域の自然さも相まって、ライブ感が増していい感じになっています。１９５８マイルスのオングリーンドルフィンｓｔなんかも最高のあのモードをやり始めた時の熱気を再現してくれますし、何より最近のTVの音は迫真の音で聴こえます。例えば６/９にNHKで放映した”完全版ブループラネット”の中のガラパゴス諸島のジンベイザメに他のサメがぶつかってくる音とか波や海中の泡の音が超迫真になります。又全くジャンルが違いますが５/１９に読売TVで放映していたWBSSの井上尚哉がロドリゲスのチンに当てた左フックの鈍いが締まった音”ブチッ”が現場で聴いているような感じに聴こえます。20Hzからダンピング良く再現している音は荘厳です。

　■５）６２０系を密閉化した例
　これは、以下のブログに６２０Ｂを密閉化し、200Hzくらいから下が下がるのは，APEQで補正してよい結果を得られたようです。私は、７０Ｈｚ以下を４３３１Ａの２２３１Ａで補強しましたが、方向性は同じです。
以下関係コメント転記させて頂きますが全く同感です。

　”620B箱は，容量280Lもありますから，空気バネの影響はかなり小さいでしょう．ユニットも高能率ですから，ほとんどストロークしません．これも密閉型には都合がいいのでしょうね． 大きな箱で，密閉型にして，高能率ユニットを使う． 当然，量感は不足しますから，そこは現代のデジタルデバイスで補正．この方法でいけば，密閉型の優位性が際立ちますし，もうバスレフのまやかし低音には戻れなくなりますね．”

　http://community.phileweb.com/mypage/entry/3556/20140812/