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よく解らないことは沢山ある [オーディオ]

オーディオをやっていると 不思議なこと沢山あります。
人が感じるものだけに、機械などの技術的な事だけでは無いからだと感じています。

ところが 電気的、物理的な事であるにもかかわらず、論議になるものもあります。

それは 高周波アンプのNF

NF は入力のS/N と出力S/N の比なのですが、数式で表すと こんな感じ。

NF(dB)=20log〔(Sig_i/No_i)/(Sig_o/No_o)〕
No_i :入力ノイズレベル
No_o :出力ノイズレベル
Sig_i:入力信号レベル
Sig_o:出力信号レベル


つまり アンプで重要で皆様が思うのは

出力のS/N が入力のS/N よりNF(dB)だけ悪化

これが問題となります。 無線の世界では 「プリアンプは入れない方が良い」
と言う人がいるのは このためだと思います。オーディオでも 昔は イコライザアンプやプリアンプなど様々なアナログ的なアンプが必要でしたのでこの問題を論議した方も多いと思いますが、最近では そのほとんどがデジタル処理なのであまり聞くことは有りませんが、無線ではまだまだかなり重要な話題です。

・・・で 不要という話については 伝送系まで含めると これがなかなか簡単には当てはまりません。

それは 伝送ロスが有るためです。信号を遠くに伝えるためには 途中の減衰分を予め増幅してあげれば 伝送途中のSNが悪化すること無く伝送するように感じますよね。
無線でもアナログ的な面では 「聞きやすさ」 と言う面も重要です。話の内容が分からないようでは 文字通り話になりません。
と言うことですが 伝送中にロスがあって ノイズフロアすれすれになっている みたいなことを考えると簡単に理解できると思います。デジタル伝送では、信号レベルが十分にある中での劣化での失敗は まず有りません。仮にあっても再送すれば良いのです。

ところが さらに無線では 別の項目を考えなければなりません。

それは 「インピーダンスマッチング

出力インピーダンスと入力インピーダンス、そして 伝送用の同軸ケーブルの特性インピーダンスが同じ場合 電力は一番効率よく伝送されるのです。
これは 電子 電気工学の授業で学びますよね。

高周波アンプのNF調整を行っていると こんな問題にぶつかるようです。

「NF最良点はインピーダンス最良点(たとえば 50Ω系では50Ω)とならない」

と言うことです。そこで論議が生まれるわけです。 NFか!? いや インピーダンスマッチングか!? それとも両方?

んーん 難しいとは思いますが、これは 電気関連の様々なところで 同じような問題が発生します。

あまり良い例ではありませんが、 歪みと音質。 0.002%と歪みの少ないトランジスタアンプと 0.1%と歪みの100倍多い真空管アンプ。 真空管アンプが良い と言う方が私の子どもの頃は圧倒的多数だった気がします。 私は いろいろな場面で いつも言っていることなのですが、「一つの事だけをとらえて良い悪いは判断できず、理論と反する場合は別の問題が存在する」

と言う感じです。

無線のアンプで言うと こういう考えもあります。 出力側であれば インピーダンスの不整合でロスをします。 数%程ロスすることは良くあることです。
受信のアンプになると!? 少しくらい不整合でロスしても、伝送ロスが無い方が良い という 面もあります。デジタル伝送する信号レベルすれすれの通信では大問題だからです。

整合をバッチリ行ってもNFが悪いアンプで増幅することは ノイズまで増幅しさらに NF分だけ増幅前より悪くなるわけで、良くない結果になることは明白です。まあ そこから プリアンプは入れない方が良いという考えが出るのだと思います。

しかし実際に 実機で、耳で聞こえないようなレベルを扱いますと インピーダンス整合よりも NF重視の方が良いと感じる事も少なくありませんでした。

私は そういう意味で、NF重視のアンプを使っています。 実際に通信ができますし、アンプを無くすと明らかに悪くなりました。これは 受信機の性能との兼ね合いもありますので当てはまらない場合も有るとは思いますが、自分のところではそういう結果になっています。

オーディオも無線もどんなものでも当てはまることが有ると思いますが、一つの事象だけにとらわれず 総合的に判断しないと回り道になる事も多いはずです。
オーディオは 計測器で測定できない事も多いので難しいのですが、無線、特にデジタル通信では、一つの理論だけにとらわれず 実際に自分の設備の中で試してみるのが良いです。


大学の研究では インピーダンスマッチングよりもNF重視で行って、宇宙の研究を行っているところも有るようです。ノイズに埋もれていては受信ができず研究にならないからです。
しかし 伝送系の研究をしているところでは 当然ながらインピーダンスマッチングの重要性もあり、当然重視しています。

理論は大切なので 理論無しでは話になりませんが、頭で考えているだけでは無く 実機での検証も必要で、完璧なものが存在しない現代では、両方行うことが大切だ と無線をやっていてつくづく再認識しました。

ちなみに 誰もがあこがれる様な 凄いアンテナを買って 月に向けている人もいますが、通信はできない事も多く挫折する人も多いと先日聞きました。
実際に行うのは そう簡単なことではありません。HFでの 国外通信でも同じ事が言えます。 他の人は聞こえているのに 私のところでは全くダメ と言うことも多いです。同じアンテナでも 高さや周りの影響など様々な要素があります。
打ち上げ角、ファラデー効果、グランドエフェクト、相手の設備と自分の設備から計算される値 など様々な要素を考える事は勿論ですが、自分のいる環境の 環境ノイズにも左右されます。
また設備の性能もあります。

オーディオも無線も 機器を接続すると 一応動いてしまいますし、測定できない物も多いので 細かなところを判断するのは なかなか 難しいのですが、 性能を100%発揮できるようなシステム構築を心がけるのが良いですね。

そういう部分が オーディオや無線などの深い部分で楽しい部分だと感じています。

 



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