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TRIO(KENWOOD)アンプ
KA−2200/L-02A/KA-1000他

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皆さんは、ご存じでしょうか?1970年代後半から1980年代中盤(アナログオーティオ時代)にかけては、オーディオ全盛期であり、良い音のためには金も意図まず開発費をかけていたあの頃、画期的なスピーカードライブ理論が生まれました。今までインターネットではこれらを深く説明したページが無いことから、このページにて説明を行うこととした。

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Σドライブ理論

 シグマドライブについては、1979年頃、TRIO社(現KENWOOD)で開発されたスピーカードライブ方式である。ミドルクラス以上のプリメインアンプ(KA900〜KA1000)に搭載され、その斬新さに世間をあっと言わせた。TRIOの高級ブランドKENWOODあの有名な幻のプリメインアンプL−02Aにも搭載され、DLD(ダイナミックリニアドライブ)の中核的システムであった。        
上図でわかるとおり、スピーカーコードをセンサーコードを含め4芯(通常は2芯)にてスピーカーと接続することから、回路ブロック図的にはシグマ(Σ)の文字に見えることからのネーミングのようです。                                 

A系統のスピーカー出力端子LRの両脇にLR+−のシグマセンサー端子が存在する。スピーカーユニットの入力端子側では、+信号コードと+センサーコードを短絡させる。マイナスも同様にマイナス同士を短絡させΣ結線とする。


よく掲示板に質問されているが、シグマドライブ(SP用)のケーブルは、特殊なものはいらない。4芯ケーブルを使うか、2芯のものを組み合わせて使えばよい。購入時専用ケーブルも付属するが、より良いケーブルを使うことをお勧めする。なお、センサーケーブルについては、信号ケーブルと同等のものを使う必要が無く安値のケーブルで十分のようである。


シグマドライブの原理を簡単に話すと、「アンプの回路にスピーカーシステムを含めた?」とも言うべきであろうか? 今もそうだが、アンプはアンプ単体の性能を追求するも、スピーカーを接続してのネット性能の追求は行われていないように思う。アンプ単体では、歪み率が低くできノイズを減らせても、スピーカーを接続するとスピーカー(以降SP)から発生する歪み(逆起電力やL、Cインピーダンスの影響など磁気回路から発生するノンリニア歪み成分)が発生し、アンプのネット性能を著しく低下させる。このSPから発生する歪みは制御しずらく業界ではタブーとされていた。シグマドライブは、それまでアンプ内でループさせていたNFB(ネガティブフィードバック)をSP端子まで延ばし、スピーカーもアンプ回路に含める?スピーカー入力端子での性能を保証するシステム構成となっています。(SP入力端子で歪みを検知し補正をかけSPを含めたネットで歪みを低減する)
SP歪みを検知するのは、+側SP端子のセンサーコードが主と考えるが、−側SP端子からのセンサーコードにもセンサーサーキットが取り付けてあることを考えると、やはりSP+−入力端子の両方で歪みを検知してフードバックしてオーディオ信号の補正をしているいるものと推測される。また、周波数特性はSP接続ドライブでの乱れを補正し限りなくアンプの単体性能に近似したフラットな特性でドライブできる他、周波数帯歪み率も大幅に低減できる。(図1、2参照)


Σドライブの特徴に、SP端子−側のセンサーコードがある、これは歪み成分を検知する他、アース(グランド接地)を電源ループから分離する役割もあり、SPマイナス端子がアンプのアースに直結することになる。このため電源ループの歪みノイズ成分がアースに流れず悪影響を与えない。またSPマイナス端子とアンプアースポイントに電位差が無くなることは、理論的にアンプやSPコードが点となったことを意味し、また、トータルでSPコードのインピーダンス特性等をキャンセルできることや、アンプ側のインピーダンスを低く抑えられることからSPを制御値を表すダンピングファクターは理論上無限大(実際は500〜15000、一般のアンプは20〜100程度)となりSPの制動力を限りなく高める効果がある。(ダンピングファクターについては、SPの制動力を示す目安であり、通常は、SPインピーダンス/(アンプ内部インピーダンス+SPコードインピーダンス)で表す。大きいほどSP制動力が高く、音楽信号に忠実な再生をされると言われている。しかし、この値は音楽再生時、NFB帰還量やその他インピーダンス変化により大きく変わると言われている。ダンピングファクターが高いとウーハーの制動力が高まり音楽信号に忠実なSPドライブができることによりモニターには向いているものの、人には好みがあり、ダンピングファクターが低い場合に再現される暖かみのある音(制動力が低く無駄な動きが大きいため)を演出することを好む人も多くいる。これは、真空管アンプなど低ダンピングファクターアンプを好む人が多いことからも言える。


SPから発生する逆起電力のキャンセル制御については、メーカー実験(図4)により実証されている。この実験は、SPに別のSPを連結して別のアンプでドライブして人為的に逆起電力を発生させシグマドライブの性能を調査した実験である。、見事なまでに高調波歪みを低減しておりシグマドライブの効果を実証している。(図5〜8参照)まあ、これだけダンピングファクターが大きいと逆起電力の発生もおこりずらいのは言うまでもないと思うが・・・?。

上図は、10Hzと30Hzの基準信号をシグマ結線と通常結線で高調波分析の比較したアナライズである。通常結線では、別の周波数に多くのピークが観測されるのに対し、シグマ結線では、基準信号以外のピークは抑えられ入力信号に対しSP出力信号が忠実であることがわかる。(図5→図6 図7→図8)


上図は、入力信号波形(パルス)とSPを接続しSP出力信号波形のイメージ?通常結線では、SP(特にウーハー)の影響により波形が乱れる。シグマ結線では、入力信号波形とSP出力波形に変化が出ない。

Σドライブに思うこと

 このようにシグマドライブは、SPをドライブさせるための当時画期的なシステムであった。シグマドライブは、MFBの前進的システムであり、シグマドライブは電気的にSPを制御しようとした発想に対し、MFBは、SPコーン紙の動き自体と音楽信号を比較しサーボをかけようとしたシステムである。MFBについては、SPのコーン紙自体を制御しようとする画期的なシステムであるが、SPコーン紙の動きを電気信号に変え入力音楽信号と対比することから、位相のズレやその他歪みが多く発生し本当に音楽クオリティ向上に貢献しているかは、私的に疑問に思っている。
シグマドライブの上記実験にしても、疑問な点がある。ただ単に通常結線とシグマドライブ結線の波形を比較すれば良いはずだが、わざわざ反対側にアンプを接続し逆起電力を誘発させ測定しているのはなぜなのだろうか?これについて想像するに、通常のリスニング(せいぜい10W程度)では、逆起電力の影響が軽微であり目に見えての効果が少ないために、わざわざこのような手の込んだ実験をしたと推測される。
実際シグマドライブでリスニングしてみると、一般のリスニング環境では多少低音が引き締まった感じはするものの通常結線とあまり変わりは無いような印象を持った。理論的な性能はすごいが、家庭での一般的なリスニングでは、効果が大きいかは疑問で、シグマドライブの真価を出す場面は、コンサートホールや野外など大出力大音量での環境(逆起電力が大きい)でしょうか?また、シグマドライブについては、SPのドライブ理論システムであり、音信号の伝送、SP駆動には効果が高いものの、音そのもののクオリティを向上させるものでは無い、このため音のクオリティを高めるためには、アンプ単体の性能向上は不可欠であると考える。
 シグマドライブにはさらなる問題が生じる。SPについては、通常3ウェア等マルチユニットにて構成され、SPユニット内部には、高音・中音・低音を分けるネットワークが存在する。このネットワークを仲介するためシグマドライブ本来のスピーカー制御ができないのでは無いか?と言う疑問である。これを解決するためか?シグマドライブ専用のスピーカーユニットが開発された。有名なSPであるTRIO LS-1000である。このSPについては、SP入力端子の他シグマセンサー専用の端子(Σセンサー端子)が設置された。しかしLS-1000シグマセンサー端子回路配線図を確認するも+側のセンサーはやはり内部ネットワーク前に接続されており、SP入力端子での接続と大差ない状況である?ただ単に専用の端子を付けただけでセンサーコードの取り付けを容易にする以外意味のないものかもしれない。本当に内部ネットワークの影響は心配いらないのだろうか疑問である?
 またさらなる疑問として、シグマドライブは、SPコードの影響(長さ、材質)を排除することも売りとなっているが、当時購入したKA-900(ダンピングファクター500)の取説には確か・・SPコードはなるべく短くして(4m以下)お使いくださいとの記載が・・・?カタログには、SPコード10m先でも性能を保証するとあるが・・?また、人の話になるが、SPコードを変えると音質に変化が確認できるとか・・・?やはりシグマドライブは理論的に優れているものの実際的には理論通りには制御しきれていないのか・・・?それともより良い音質で聞くためか・・?不明です?


TRIO スピーカーユニットLS-1000背面    図

 
上端子がΣセンサー端子(下SP入力端子)
Σドライブセンサー端子の内部回路については、残念ながら通常SP入力2端子接続と変わらない。このΣセンサー端子は、センサーコードの接続利便性のため計画されただけなのだろうか?


LS-1000 シグマセンサー端子回路


Σドライブの衰退?

 シグマドライブ(シグマ結線方式)については、KENWOOD L-02AやL-03A、TRIO KA−900〜KA2200、セパレートモノラルL-08M、L-06Mまで採用された。しかし、4芯SPコードを使う煩わしさや、TRIOのマーケッティングの失敗?により時期後継機KA−SDシリーズ以降は、SPコード2芯に戻り、シグマドライブは、NFBループをアンプ内のSP出力端子でループした回路構成とアンプアースをSP出力端子に集中させた残念な構成となりました。(シグマドライブタイプB)これは、L-02AのシグマドライブOFF構成と同じであり、SP出力端子とシグマドライブセンサー端子を短絡させた構成である。このためシグマドライブの本来目的であるSPユニットやSPコードをアンプ回路に組み込んだシステムでは無くなってしまった。以降シグマドライブタイプBとはネーミングされているがこの時点でシグマドライブは絶滅したと考えた方が妥当と考えられる。シグマドライブのファンとしてとても残念に思っている。
往年のΣドライブプリメインアンプ

ΣドライブアンプKA-1000(Σドライブの初号機)1980年11月発売

当時値段が高すぎて買えませんでした145000円(;_;)
KENWOOD L-01Aの姉妹機であり電源トランスを本体から分離し磁気に
よる音への影響を排除したことと、巨大トランスによるダイナミックパワーサプライ
(SPインピーダンス変化にも十分対応しリミッターを排除した。)が特徴
このシリーズは特にハイスピード化アンプコンセプトでありライズタイム、
スルーレット特性など高速化が図られ入力信号に対し、忠実な増幅が売り
とされていた。しかしアンプ単体性能は高性能でも、実際の音楽信号につい
ては、このような高速化を必要とせず、以後の後続機については、ハイスピード
化の流れは衰退する方向となったと思っている。ライズタイム・スルーレット特性
については、KA-1000で0.9μs、120V/μsに対しKA-2200では、1.7μs、100V/μs
の値が物語っている。

ΣドライブアンプKA-900(Σドライブ初号機)1980年11月発売

KA-1000が貧乏人の私には買えないと言うことで当時初めて買ったKA-900 定価79800円
磁気の影響を排除するためプラスチックボディとスライドボリューム、フェンダータッチボリュームと
ガラスパネルが斬新で回路構成も含め未来波のアンプした。出力80Wですが自宅では十分
姉妹機KA-800については、シグマドライブアンプで売り出しですがカタログ内容により、シグマドライブ
アンプの条件を満たしていないと勝手に判断し掲載を省かせていただきました。ご了承ください。
幻の L−02A


           当時TRIOの高級ブランドKENWOOD L−02A 当時550,000円

 DLD(ダイナミックリニアドライブ)採用の初号機。プリメインアンプとしては、プロの評価が高く国産最高級品に上げられる歴史的な名機。以前中古購入いたしました。まる一日音的を楽しみましたが、同コンセプト回路構成のKA-2200と音的に変化が感じられないため約半年程度で手放しました。内部回路のリレーの調達難とか経年のアンプのメンテナンスに不安を感じたことが原因でした。今なら高値で売れるが、故障した場合メンテナンスに不安がある以上修理できる保証は無い?、ジャンク転売では、いくら人気モデルでも購入金額の半値もしくは、1/10程度に価値が下がってしまうことが懸念されたためである。クオリティ的にはすばらしいものの私の部屋(リスニングルーム)や私の耳では目に見えての(音だから目には見えないが)音の良さがわかりませんでした。
また、ネットでの情報ですが、L-02Aのシグマドライブには不備があり、TRIOメーカーサポートでは、L−02Aではシグマドライブにてリスニングを行わないでもらいたい?とのことです。メーカー自体がシグマドライブを否定するとは・・・・・?
 スライドコントロールテーブル等斬新ではあるものの、SP出力は1系統のみ、背面ターミナルには、AUX端子が無い(フロントにし1系統有り)等やや古めかしいインターフェイスがあまり気に入らない?など往年の名機については値段の割に今一でした。
 言わずとしれるL-02Aのスペックその他には、多くのHPがあると思いますのでそちらをごらんください。







L-03Aの双子 KA−2200

             KA-2200 当時TRIOブランドの最高級モデル 定価158,000円

 L-02Aの技術コンセプトをそのまま受け継ぐKA-2200 TRIOブランドの実質最高級モデル。後続機は以降TRIOブランドではなくKENWOODブランドにて発売された。こちらも数年前にネットオークションにて求めたものだが、前オーナーが予備機として使用したもので、ほとんど使用していない新品同様の製品で現在もとても満足しております。L−02Aで開発されたDLD(ダイナミックリニアドライブ回路)をそのまま搭載したL-02Aの姉妹機である。このKA-2200をベースとして、銅シャーシ、アルミ無垢のボリュームダイアル、接続ターミナル端子の金メッキ化、イルミネーション強化などをしたスペシャルモデルとしてL-02Aの後続機L−03Aが開発された。L-03AはこのようにKA-2200ベースの製品であり改良点を考慮してもの回路構成が同じ事から音質的には変化は無く音質的にはL-03AとKA-2200については同じと考えている。L-03A(KA-2200)については、DLD等L-02A技術をそのまま利用しているにもかかわらず低価格であるため、プロやマニアなどの評価は今一であったが、この値段の差はL-02Aの開発研究費の差とその他コストダウンと考えられる。L-02Aで莫大な開発費を使ったためL-02Aは莫大に高価で、その技術を活用したKA-2000(L-03A)については開発機がかからず、音質はそのままで低価格にできたと推測される。私は、L-02AとKA-2200を半日程度同じ曲を繰り返し聞き比較評価をしたことがあるが、音質クオリティーはそれがわかるほど変化は感じなかった。(家庭でのリスニング環境によるものだが) そのためメンテナンスにも心配ないKA-2200を主機として採用し、L-02Aを手放す判断とした。TRIOの技術陣も音質的な差がL-02Aと無いと判断したため低価格?のKA-2200をベースとしたL-03AをL-02Aの後継機といたと推定される。現在L-02Aにシグマドライブに欠陥がある以上、KA-2200(L-03A)は、シグマドライブの最高級機種と判断される。個人的には、デザイン的には好感もてるものフェンダータッチボリュームについては今一使い勝手が悪く、KA-900の方が良かったと感じている。D/Aコンバーターは搭載されていないもののアナログアンプとしては絶品!とても気に入ってます。







DLD(ダイナミックリニアドライブ)理論
 DLDは、当時TRIO(現KENWOOD)が開発提唱した3つの理論を総称したシステムである。1つは、シグマドライブ。2つめは、ダイナミックパワーサプライ、3つめは、ローアンプ、ハイアンプの2アンプ構成からなる。シグマドライブは上記参照のこと。ダイナミックパワーサプライについて説明をする。ダイナミックパワーサプライとは、L-01Aにて開発されたSPドライブ回路(理論)であり、LR独立した巨大電源トランスと独立電源供給、大容量ケミカルコンデンサーにより、低インピーダンスSPでも大出力を保証してSPをドライブさせる技術である。このダイナミックパワーサプライのおかげで、低インピーダンスSPや、インピーダンス変動の大きいSPでもアンプのリミッター(短絡防止の保護リレー)を動作させることなく電源が供給でき、理想のSPドライブが可能になるという優れものである。スピーカーには、抵抗インピーダンスが存在する(通常4Ω〜16Ω程度、主流6Ω〜8Ω)このインピーダンスが大きいと、出力は小さくなねがアンプ側の負担が少なくてすみ、インピーダンスが小さいと出力は大きくできる反面、負担が大きくなる。SPについては定格インピーダンスがあるものの、SP再生時はリアクタンスL・コンダクタンスC成分により出力の変化に伴い著しいインピーダンス変化があるようで、インピーダンスが低くなるとアンプが負担(短絡)防止のためリミッターを瞬時に働かせる。このためSP(特にウーハー)は、勝手な動きをして忠実な音楽信号の再生ができなくなり音楽再生クオリティーが損なわれる結果となる。これを改善するためにダイナミックパワーサプライが存在する。(下図2A〜図4B参照 SPドライブ時の電圧・電流・インピーダンス変化)。このシステムのすごいところは、インピーダンス変化によるアンプ出力は、8Ω→150W(定額)、4Ω→340W、2Ω→430Wの瞬間出力が可能で2Ωでもリミッターが動作しない点にある。


 続いて2アンプ構成についての説明をしよう。これは出力の低いローアンプと出力の高い時に動作するハイアンプの2階立て構成のアンプ回路となっている。このメリットは、ローアンプに低出力ながら歪み率の低いアンプを使い、リスニング時に大半の信号を処理させクオリティを上げ、瞬間的にピークとなり大出力が必要な時には、ハイアンプがスイッチして動作すると言うものである。
このメリットは、大半の信号を低歪みアンプで処理でき、瞬間的なピーク信号だけハイアンプが動作することにより、繊細で歪みの少ないリスニングと大出力を両立したことと、ハイアンプの動作が極小のため消費電力を押さえ内部損失を減少させるなど、当時は画期的なシステムとして世に出た。ローアンプ受け持ちは、50Wまでで、それ以上はハイアンプが受け持つようだ。
しかし疑問なのは、ローアンプは歪み率0.001%以下とのカタログ記載に対し、定格出力150W8Ωでの歪み率は0.003%に対し、1/2定格出力時の歪み率も0.003%と同じである?まあこの辺はよくわからないが、150Wの1/2は75Wであるためローアンプ50W以下の歪み率表示では無く、ハイアンプの歪み率表示となってしまったのかも?しれない。しかし、アンプのスイッチング時のノイズ、歪みは発生しないのであろうか?これが疑問に残る?この後後継機については、ローアンプ時休止していたハイアンプ電源を常時稼働したり、その他電源に凝る方策を進めることとなるが、構成のトータルバランスや音質的には、この当時開発されたDLDがベストのように思われる。1980年代後半にはCDをはじめとするデジタル化(音源が良くなり低価格オーディオでもそこそこの音を楽しめる?)や低価格化、パソコンの普及に伴い音キチがPCお宅への変貌もあってオーディオ界は衰退の一とをたどることとなりました。各メーカーがオーディオ界より撤退し古き良きオーディオの時代は終焉を迎え現在に至る。

※このページに掲載した多くの画像データについては、当時の無償配布された販売カタログがら引用させていただきました。著作権については、TRIO(現KENWOOD)が保有すると思われます。なお、掲載したカタログデータについては、メーカー計測のため計測不備や販売のための誇張偏りがあると推測されます。ご了承ください。



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