６２０Ａ＋２４０５系の矩形波応答 実測

　前回ＬＰ　Ｓｐｉｃｅでシミュレートしたが、その結果が実態に対しどの程度の精度なのか知りたくて実測してみました。６/１４紫字追記

　■１）測定状況
　６２０Ａを確認した時は、以下のような状況です。

　ネットワークを引っ張り出して、右側から出ている緑色のワニ口はＨＦ（同軸ツイータ）信号で、左側から出ている黄色のワニ口はＬＦ（ウーハー）信号です。これをフローティングでＰＣのマイク入力にステレオケーブルで入れています。この状態は、■３）の③の測定状況となります。フローティングで簡易に測定しているのでノイズや絶対値については若干誤差がありますが、時間的には大きな差は出ないと思います。２４０５については、前回の回路図で緑の●の位置（１．５μＦの後）を測っています。

　■２）測定結果　単独信号　矩形波は５００Hz
　以下です。アンプはＲＤＡ－５２０だとノイズが多くて波形観測不可能なのでＬＰ２０２０Ａ＋を使用。オシロに書いているＯＳ＝の値はオシロのゲインで波形を大きくしたい時は、－値を上げます。時間軸は０．４ｍS/Ｄｉｖですので、５コマで２ｍＳです。
　①はアンプの＋出力端子で、②が２４０５のＨＰＦの１．５μＦの後で、③は上の写真の左側のＬＦ（ウーハー）信号で前回の回路図上の青●の位置、④は、上の写真の右側のＨＦ（同軸ツイータ）信号で前回の回路図上の黄色●の右のＲ８の右の位置です。
　前回のＬＰ　Ｓｐｉｃｅの波形と比べると、
・④の同軸ツイータの信号は似ています。①と比べても時間的な位置もほぼＬＰ　Ｓｐｉｃｅ同様に同期しています。しかしアンダーダンピングの応答時間τがＬＴ　Ｓｐｉｃｅの方が短いので何回も振動していますが、実測はそんなに振動していない。
・③のＬＦ（ウーハー）信号も基本的には同じですが、実信号の方が鈍ってはいない。ＬＴ　Ｓｐｉｃｅでは立ち上がりが０．５ｍＳ位鈍っていましたが、実測はほとんど鈍ってはいない。
・２４０５の方は、②ですが、これはＬＰ　Ｓｐｉｃｅがパルス信号でしたが、実測はほぼ矩形波を保存しています。
　ＬＰ　Ｓｐｉｃｅでは必ずしも全てが反映されていないようです。

　■３）測定結果　２信号同時表示　矩形波は５００Hz
　PCオシロは２入力ですので、リファレンスのアンプ出力と２４０５及び６２０Aを同じ時間軸で表示してみました。０．４ｍS/Div

　①は、２４０５の１．５μFの後で、前回の回路図で緑の●の位置（１．５μＦの後）を測っていますが赤線のアンプ出力の反転信号になっています。②はその先のR４（６Ω）の後を見たのですが、これは赤線のアンプ出力と同じ位相になっています。
　③は、６０４－８GのLH(青線）とHF（赤線）です。これから、LF（ウーハー）はHF（同軸ツイータ）とほぼディレー無しであることが判ります。あるとしても０．０５ｍS程度LFが遅れるようですがこれは聴感では識別不可能です。
　またＰＣオシロのゲインで■２）の④がー１８で赤線のｐ－ｐがフルスイングの７１％ですが、■３）の④では－２１で同じアンプ出力で赤線がフルスイング１００％ですのでＰＣオシロのゲイン差３で約３割表示が違っているようす。

LT Spiceによる６２０A＋２４０５系の矩形波応答（ミス版 ６/２９アップで訂正版）

　以下は、回路図が間違っていましたので、訂正版を６/２９にアップしていますので正しくはそちらをご覧下さい。
　
今聴いている６２０A＋２４０５系の矩形波は各ユニットでどうなっているか興味が湧いて、調べてみました。また、１次フィルタのみが元の波形が再現されると言われており、１次フィルタについて簡単に検証してみました。

　■１）６２０A＋２４０５の等価回路
　これは前回分からアッテネータ（ATT)位置をネットワーク（NW)の後に変えています。基本的な応答は変らないと思いますが、現物の回路に合わせました。

　青〇で囲んだのが、６０４－８ＧのＬＦ（ウーハー）で、黄色〇は、６０４－８ＧのＨＦ（同軸ツイータ）で、緑色〇は、ＪＢＬ２４０５です。また、ＬＰ２０２０Ａ＋の出力回路のＺｏｂｅｌフィルタは、オレンジ色の〇で囲んだＣとＲで、出力の統合点の電位はその近くの右上の赤●のところで取っています。各ユニットの波形を取ったのも、各ユニットの色の●の所で取っていますが今回はATTの前で取っていますので音圧的に見たら各ユニットを合わせたと言うことでこの位置にしています。（ツイータの高音圧とATTを相殺後という意味で各ユニットの電位を＋してフラットになるようなポイントを観測点にしている。）

　■２）LT Spiceによる６２０A＋２４０５系の矩形波応答　アンプ出力と６０４－８Gの同軸ツイータ
　これは以下ですが、矩形波の周波数は５００Hzです。アンプ側はLP2020A+の出力回路（Zobelフィルタ、LPF、差動ノイズ用C等）のみ記述。

　アンプ出力は黄緑色の線で同軸ツイータの出力電位は赤線です。アンプ出力は矩形波にオーバーシュート（０ｍｓと２ｍｓ）とアンダーシュート（１ｍｓと３ｍｓ）が付いた波形で、同軸ツイータの赤線はそれをアンダーダンピングな系で微分したのに近い波形です。

　■３）LT Spiceによる６２０A＋２４０５系の矩形波応答　アンプ出力と６０４－８Gのウーハー及び２４０５イータ
　これは、

　アンプ出力は黄緑色の線でウーハーの出力電位は赤線です。２４０５の応答は水色の線ですがこれはアンプ出力を微分したような波形です。

　■４）LT Spiceによる６２０A＋２４０５系の矩形波応答　アンプ出力と６０４－８Gのウーハー＋同軸ツイータ＋２４０５イータ
　これは、

　アンプ出力は黄緑色の線でウーハー＋同軸ツイータ＋２４０５の出力電位の合算は赤線です。これは、アンプ出力を再現できては居ません。過渡応答を再現できるマルチは、フィルタでは１次しかありません。ウーハーを反映して０．３ｍS位は全体的にディレーしており、０ｍS、２ｍSで＋のスパイクパルス、１ｍS、３ｍSに逆にーのスパイクパルスがありますが、■２）を見るとこれが同軸ツイータ＋２４０５の影響であることが判ります。

　■５）LT Spiceによる１次フィルタ系の矩形波応答　３ｄｂクロスで１．５KHｚクロスオーバー　各ユニットのゲイン
　１次フィルタのゲインは、

　黄緑色のV（ｎ００２）は　ツイータ用C1の右の電位で、ツイータはR１です。赤色のV（ｎ００３）は　ウーハー用L1の右の電位で、ウーハーはR２です。１．５KHｚでー３ｄｂでクロスしています。

　■６）LT Spiceによる１次フィルタ系の矩形波応答　３ｄｂクロスで１．５KHｚクロスオーバー各ユニットの過渡応答
　１次フィルタの各ユニットの過渡応答は、

　黄緑色のV（ｎ００２）は　ツイータ用C1の右の電位の過渡応答で、ツイータはR１です。赤色のV（ｎ００３）は　ウーハー用L1の右の電位の過渡応答で、ウーハーはR２です。

　■７）LT Spiceによる１次フィルタ系の矩形波応答　３ｄｂクロスで１．５KHｚクロスオーバー両ユニットの加算分の過渡応答
　１次フィルタの両ユニットの加算分の過渡応答は、

　黄緑色のV（ｎ００１）は　送り出しの矩形波の過渡応答です。赤色のV（ｎ００２）＋V（ｎ００３）は　ウーハー用L1の右の電位の過渡応答とツイータ用C1の右の電位の過渡応答を足したもので、ほぼ黄緑色の線と合致（重なっている）していますので１次フィルタで過渡応答が再現できることが判ります。赤線が黄緑線より僅かに上回っている部分（０～０．４ｍSと２～２．４ｍS)と下回っている部分がありますが、これはC1とL1を正確な値ではなく近似値を使っているからだと思います。尚、赤線のみの部分は黄緑色のアンプ出力の線と重なって黄緑線が消えています。

LT SpiceによるLP2020A+のZobelフィルタのオーバーシュート

　今年３/１９にアップした純抵抗負荷でのオーバーシュート対策の続きです。６２０A＋２４０５系の等価回路が前回作成できたので、これを使ってLP2020A+をアンプとした場合のオーバーシュートを見てみました。３/１９アップ時に参照したと記載したサイト（メモ帳：ＰＣオーディオの構築（アンプ４））に着想を得てやっています。６/２８赤字訂正。回路図の間違いを訂正しデータも訂正

　■１）抵抗負荷での検証
　これは以前アップしましたが、実数の抵抗負荷では

　単純な純抵抗負荷では、ＬＰ２０２０Ａ＋のZobelフィルタのC２を大きくした方がオーバーシュートの高さが低下します。C2=１μFの場合は、０．２２μFの場合の～１/２になっています。

　■２）インピーダンスから導き出した複素数負荷（L、C)を含んだ等価回路　（前回の回路図は、LPFの中点アース以外の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、以下のようになります。電圧源の右側のＬ６～Ｃ８までの回路はＬＰ２０２０Ａ＋の出力回路です。積分復調器として使うＬＰＦ（１０μＨのＬ２個と０．４７μＦのＣ２個）とＺｏｂｅｌフィルタ（オレンジ色の〇で囲んでいる：Ｄ級アンプでは発信防止ではなくスピーカーのインピーダンスの上昇を抑える為に入れる）と０．１μＦのＣ（差動ノイズデカップリング用）を含んでいます。

　青〇で囲んだのが、６０４－８ＧのＬＦ（ウーハー）で、黄色〇は、６０４－８ＧのＨＦ（同軸ツイータ）で、緑色〇は、ＪＢＬ２４０５です。また、ＬＰ２０２０Ａ＋の出力回路のＺｏｂｅｌフィルタは、オレンジ色の〇で囲んだＣとＲで、出力の統合点の電位はその近くの右上の赤●のところで取っています。

　■３）この等価回路でのＬＰ２０２０Ａ＋のＺｏｂｅｌフィルタのＣを変えた場合の高周波特性
　これは以下。実線は電圧ゲイン（ｄｂ）で、点線は電圧の位相（°）です。

　これは、上の回路図で赤●の点（Ｚｏｂｅｌフィルタの右上）の電位の周波数特性で１００ＫＨｚまで見ています。左から順にＺｏｂｅｌフィルタのＣが０．２２μＦ、０．４７μＦ（現物）、１μＦと上がっていきます。一見すると同じように見えますが、ハイ落ちの肩の周波数（－０．５ｄｂポイント）が、左から１７．４ＫＨｚ、２２ＫＨｚ、１８．７ＫＨｚと０．４７μFがベスト。０．２２μＦや１μＦでは若干ハイ落ちします。
　冒頭に参照したと記載したブログのコメントで、”スピーカーとZobelを並列接続したインピーダンスが、1k~20kHz当たりまでフラットに近いようにすれば、回路シミュレーションとかしなくても、自分の使うスピーカーに合わせてCz（ゾベル用）の容量は決めれそうだ”とあった。その理論に従うと、０．４７μＦがベストです。

　■４）この等価回路でのＬＰ２０２０Ａ＋のＺｏｂｅｌフィルタのＣを変えた場合のオーバーシュート特性
　これは、

　これも電位の測定点は、上と同じ回路図で赤●の点（Ｚｏｂｅｌフィルタの右上）で３つのユニットの送り出し点の矩形波応答を見ています。上から順にＺｏｂｅｌフィルタのＣが０．２２μＦ、０．４７μＦ（現物）、１μＦと上がっていきます。今回は、■１）の純抵抗の場合とは違って、オーバーシュートの高さはほぼ一定ですが、オーバーシュートのパルスの立下りが０．２２μＦでは、～２４μＳ，０．４７μＦでは～３１μＳ，１μＦでは～３９μＳと鈍っていきます。この立下りの鈍りは大きいように思いますが音で聞き分けられるかどうかは？ですが、立下り鈍りが少ないのは０．２２μＦです。

　やはり、ＺｏｂｅｌフィルタのＣは、電圧の周波数特性とオーバーシュートの立下り時間で見ると標準の０．４７μＦで妥当と思います。