BGFKさんが投稿した「ゲイン調整」なるものについてに関するカスタム事例

アンプやヘッドユニットの「ゲイン調整」なる事柄についての私の考えです

私は文系脳なので以下書く内容は理系からすると内容が大雑把すぎる点が多々あると思うがその点はご了承を

・「ゲイン調整」という言葉はものすごく広義な解釈、言い方で、やってる内容としては正確には「入力レベル調整」くらいが妥当
・パワーアンプの「ゲイン」は、そのアンプごとに既に決まった一定の数値になっている
ゲイン＝利得、おおよそ＝増幅率、であり、アンプのメイン回路中の電圧増幅段、電流増幅段、負帰還回路などの段階でゲインがあるが、普段やっている「ゲイン調整」ではこの部分はまったく触ることはない
その入り口で入力レベルを上下に調整しているに過ぎない

・上の図がこの問題を理解する上での概念図
理解が必要な点として
「両電源」＝正負電源、デュアル電源ともいう
パワーアンプの電源は12VをDCDCコンバータで増幅して両電源を作っている
0Vを基準に、＋側-側に電圧が存在する
増幅とは、このプラスマイナスの両端の範囲で波形の振幅（電圧）が大きくなることである
・そこで重要なのは、全てのアナログ増幅回路は電源電圧を超えて入力電圧が増幅されることはない、ということ
そこを超えて増幅しようとすると、波形がクリップする、ということ
（スイッチング電源による昇圧は違う仕組み、ちゃんとした説明は出来ないが笑）

・パワーアンプでいうと、このクリップが起きるのは出力段階で、電源電圧が±28Vと仮定するとそこを超えようとしたときにクリップが発生する
・クリップ直前がベストというのなら、歪み率がその直前がもっとも数値的に優れていることが示される必要があるが、これまでそれが示されたことは全くない
（製品のパワーアンプで歪みに関して示されるのはせいぜい高調波歪み率）
・自分の推測ではクリップ直前まで増幅させるのではなく8割くらいのあたりで収めておくのがいいんじゃないか的な
腹八分目がいいというのと同じような笑

・パワーアンプのゲインは入力信号に対して２０倍〜３０倍が普通　仮に28倍とする
そこで出力の電源電圧が±28Vだとすると、入力電圧は1Vを超えるとクリップすることになる

・クリップするポイントはあくまで入力レベルとの相対関係にあり、ヘッドユニット側（DSPユニット）の出力によって変動することになる
入力側が例えば7Vで送られて来た場合、パワーアンプの入り口でそれを7分の1まで絞って1Vに落とさないとクリップするし、1Vで来た場合はゲインボリュームを最大にしてもちょうどクリップする限界に達するということになる

・ここから実際場面になる
ヘッドユニット側（DSP）の出力はMAXにしてもクリップすることはありえない
それは例えば出力が4Vrmsとかの場合推定されるのは、DSPチップからの出力が2Vrms、そのあとに若干増幅をかけたバッファ回路で4Vrmsになる
この若干増幅をかけたバッファ回路とはオペアンプを使った回路になるが、2倍増幅の回路でクリップは起きない
というのはオペアンプの電源電圧は普通は±15Vで、4Vの出力はその範囲で余裕だから
DSPユニットでこのバッファ回路の電源が±15Vではなく、たんにバッテリーの12Vで済ますやつもあると思うが、その際でも12Vあれば4Vの出力（振幅で言えば8Vの落差）はカバー出来る

・ヘッドユニット側（DSP）がMAXでもクリップしないということで、MAX状態でアンプの「ゲイン調整」をするとどうなるかといえば、「ゲインボリューム」＝入力調整でかなり絞ることにならざるを得ない
・「ゲインボリューム」の中身は可変抵抗である
可変抵抗とは抵抗分圧が可変ということ
使われる可変抵抗は、だいたい10KΩ、20K、50Kである
・「ゲインを最小にしたとき」あるいはその付近で何が起きるか
（アンプによってゲインボリュームの回路的な入り方が違うのもあるがそれは度外視）

あくまで典型的なパターンでの話として

この図の1-2が信号経路、2-3はグランドへ
つまり信号が２つの抵抗で分割され、その比率が連続的に可変するということ
「ゲインを絞る」のは1-2が最大、2-3が最小、の方向
そして経験的に言えるのは、この抵抗分圧は「ちょうどいい塩梅」みたいな分圧比がケースバイケースであるが存在していて、最小、あるいは最大付近はたいてい良くない笑
よく、ボリューム絞った時にギャングエラーがあると言われるが（2連ボリュームで左右チャンネルでズレがあること）、抵抗分圧で考えると、10KΩでいえば1-2が9.99k、2-3が0.01kとかの分圧比率となっていて、この領域で2連の可変抵抗の分圧を揃えるのはまず無理
むしろその領域では使わない方がいい、という結論になる

で、話しを元に戻すと、

そして飛躍して結論を言うと、パワーアンプのゲインは午前11時〜午後13時くらいの位置にしとけは大外れはない
それより絞るならヘッド側をすこし下げた方がいい
結局、ヘッド側を多少絞った状態で、良さそうなところを探る、でいいんじゃないかと思う
数値的に最善ポイントを探るのは無理じゃないかな

笑