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アンプの出力インピーダンスを測る


DAPやアンプの出力インピーダンスって何とか簡単に測れないかしらん?

とゆーことで、クダンのARTA(LIMP)を使ってアンプのインピーダンスも測ってみましょうという企画であります。


・・・でも本当に正しいのかどうかはあんまり自信がないヨ!(なにぶんアホたれですから)



こんな感じで、インピーダンスと位相のグラフが採れます。
んー・・なんかまんまコンデンサーっぽい形のグラフですが、・・・あってんのかしらん。


(iPodの周波数特性なんかはココがとても参考になりました。)

しかし、ことほどさように低音の低下の問題が分かってるなら、さっさと直せばよさそーなモンですが
過去のiPodと大きく音が変わっちゃうのがイヤなのかなぁ?・・・ちょっと考えにくいですけれど。


毎度の事ですが一応お約束。
【注意!】
ケーブルの作成が必要です。
結線ミスによりショートしたりして
最悪PCやアンプを破損させたりする可能性もあるかもしれません。
自己責任でお願いします。

ピース。



実測の前に、測定の概要についてちょっとだけお勉強。

(1)アンプのインピーダンス測定方法 2種
【図1−1】ON-OFF法での測定例

R1は10〜20Ω程度が適当かと思います。

簡易的な測定方法。発振器と負荷抵抗があれば測定出来るのでとてもお手軽。
その反面、後述の「電流注入法」と比べると測定精度はそれなりに劣る。
自分が試した限りではこのON-OFF法でも「全然ダメ」ってことはないのですが、
「電流注入法」と比べると、100Hz以下の低域と、10kHz以上の高域で誤差が出やすいように思います。
(50%程度も誤差が出ることがありました。)
私見ですけれど、100Hz〜10kHzくらいで測定するならそれなりに精度は出るように思います。
(単に自分の経験では、誤差は概ね10%程度のようでした。)

【図1−2】電流注入法での測定例

これもR1は10〜20Ω程度が適当かと思います。

電流注入用のアンプを使う本格的な測定です。
この電流注入法が、正しい出力インピーダンスの測定法と言われているようです。(測定誤差小)
しかしながら電流注入用のアンプが必要となるので、ON-OFF法より手間がかかるという問題がある。

・・・と思いきや、

これってさ〜・・・
ARTA(LIMP)の測定方法と一緒じゃああ〜りませんか?

ということで、ARTAでアンプの出力インピーダンスも測れるのかチャレンジです。(考えなし)



(2)使用するケーブルについて
基本的には「インピーダンス特性の測り方 ARTA編」と同じです。


・・・で、終わらせてしまうのもナンですので、繰り返しになるところも多いですが、補足し注意点なども追加。

今回は測定対象がヘッドホンではなくアンプですから、対象に接続する側プラグはオスになっていなければなりませぬ。(下図の@)

既にこのケーブルを作成済みの方は(・・・いるんでしょうか orz)、測定したいアンプのヘッドホン端子側へ繋ぐために
単にオス〜オスに変換するための短いケーブルを用意するだけでOK。

まだ作っていない人は、以下のようなケーブルを作る必要があります。【図2−1】


【図2−1】アンプの出力インピーダンス測定に必要なケーブル



なお、今回のように測定したい対象のインピーダンスが最大数Ω程度と小さい場合には、
Aの抵抗値を10〜20Ωと小さくした方が少し精度が上がる様子。(下の【参考】を参照)

しかしながらこの逆に、100Ω以上の大きなインピーダンスを持つ対象の場合には、Aの抵抗値が10Ωなどと小さいと誤差が大きくなってしまう。

・・・このようにジレンマがありますので、オールマイティに測りたい方はAの抵抗値を100Ω程度として、
2〜3Ω前後などという低抵抗時の多少の誤差は仕方ないものとして、目を瞑るというのが現実的かと思います。

(気になる方は、低インピーダンス測定用にケーブルを別に用意するか、抵抗を簡単に交換できるよう「ソケット式」などにするのも良いかも。)
【参考】
【図2−2】10Ωのケーブルと、100Ωのケーブルの測定誤差例
 (1Ω〜100Ωまでの、1%の金被抵抗を測定対象として測定誤差を確認した。)

低インピーダンスの対象では、10Ωの参照用抵抗の方が若干精度が良さげですね。
概ね1Ωで0.2Ω程度の誤差はありそうですが、十分かと思われ。

ただしケーブルに100Ωの抵抗を入れている場合の方でも思ったより精度は確保できており、数Ω程度の対象についても結果は悪くないですね。ギャフン。

逆に100Ωなどという大きなインピーダンスを持つ対象の測定の場合には、
10Ωの参照用抵抗の方は、ガビガビに誤差が出てしまっておるようです。

結局TPOですが、分からなければ参照用抵抗の値は100Ωで良いかと。(え〜?)


(3)問題点/実際に測定してみる

以上をもって、LIMPでアンプの出力インピーダンスを測れそうな気もしますが、実際に測定するにあたって大きな問題が!

「測定対象のアンプの入力を短絡すべし」との指定がありますが、(うーん・・すいませんがその意味も理解してません。実際の動作に近づけるという意味でせうか?)
「そもそも入力がないアンプは、どーすんだオイ?」という問題あり。

まあ、そのあたりは「出来るものはやるし、出来ないものはしない」という現実的な戦法で行くべか・・・と。

それで測定結果に大きな誤差が出ちゃうと問題ですけどね。

んで、とりあえず。入力が短絡できるアンプ、m902で入力をアンバランスとして「短絡した時」と「短絡しない時」の違いを見てみましょー。


【図3−1】m902 入力短絡時と入力開放時のインピーダンス比較

測定誤差(0.15Ωほど大きめの数値が出る)を考慮すると、
概ね1.5Ω程度で安定しております。位相もまあこんなモンでしょう(位相10kHz以上は測定誤差がソコソコある様子)。

・・・m902の場合はあんまり変わらないみたいです。

このあたりは、いくつか「ON-OFF法」とも比較して、大きな差がなければそれなりに無視しても良いかな〜・・と適当に考えて進んでみましょう。
(ドツボにはまるかもしれませんが)


==== 続く ====

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