スピーカーマトリックスの原理を応用して自作のサラウンドアンプを作ること

スピーカーマトリックスの原理を応用して自作のサラウンドアンプを作ることはやろうと思えばできますか？

マトリックス回路を組んでからアンプに送り込む形です。


自分流のスピーカーマトリックス接続で疑似的にサラウンドが出来たのは最高6chでした。

その代わり抵抗器は数本使います。
7chも今実験中です。

No.1 回答者： engelrina 回答日時： 2010/01/11 00:38

回路についての知識や設計能力、部品調達および製作能力等は個人差があるので誰でも可能であるとは言えませんが、一つのアプローチの方法として、スピーカ・マトリックス回路における各スピーカの（回路上での）位置に相当する部分にマッチング・トランスを使うことでマトリックスの各チャンネルごとに増幅回路を持たせることができ、各チャンネルの音量だけでなく、フィルターやトーンコントロールを独立して行うことも可能にするようにもできます。

各インピーダンス・マッチング・トランスの１次側をボイスコイルインピーダンス（スピーカ・マトリックスとした場合）相当にし、２次側をアンプの入力インピーダンス相当になるように設定・選定するわけです。

また、音域ごとに異なるディレー（遅延）回路で位相をずらして出力とするのも面白いです。

２チャンネルステレオからマトリックスで擬似的にチャンネルを増やす再生方法については、録音者サイドでは本来意図していない場合が殆んどなので、音源の出場所を増やすことがピュア・オーディオと言えるのかという論点もありますが、趣味としてのオーディオは個人の自由で何でも有りでも構わないと思います。
市場製品だけにとどまらない音の追求をするのも、オーディオ・マニアの道の一つですから、チャレンジ＆トライすることも素晴らしいことですね。
音像が大きくなってぼやけたりしてマトリックスは良くないとか、独り良がりと言われかねないとしても、我が道を往く精神を持って、がんばってください。

No.2 回答者： k_b_pa_mus 回答日時： 2010/01/11 01:41

三十数年前、「初歩のラジオ」(月刊誌)にさかんに、パッシブもアクティブも、マトリックス４CHの製作記事がたくさん照会されていました。

当時、OPアンプは高価だったので、ディスクリート構成でコレクタ出力とエミッタ出力で、位相を変えたアンプ出力のミキシング量を変えて、リアの定位を変化させていました。
センターウーファー出力も、小型トランスの巻き線インダクターを利用して、LCフィルターを構成して取り出していました。
私も作ったことがあります。
今の表現法だと、4.1CHになります。
今なら、OPアンプ構成でアンプそのものを反転増幅と非反転増幅で設計でき、ウーファー出力もCRフィルターで作れるので、部品入手や製作は比較的簡単です。
実験的には楽しめますが、位相をいじるとスピーカーマトリックスよりは少ないものの、位相歪で音が悪くなります。
BBDの登場で、時間をコントロールして位相を自由にずらすことができるようになり、構造が少し変化しましたが、この頃から4CHは下火になり、消えてしまいました。
マトリックス4CHよりもっと前の、スプリングリバーブ式3D?にBBDでプリディレイをかけて、リアチャンネルに持ってくると、BBDのディレイタイムの設定で空間の大きさが自由にコントロールでき、マトリックス4CHでは出来ない自然な広がりです。(＝DSPのアンビネンスコントロール)
アナログの最終的な製品は、ローランド「ディメンションＤ」の空間エフェクターが楽器分野で最高峰にありました。
15年位前まで録音に良く使いましたが、嫌味無く広がり、2CHでも4CHでも現在のデジタルサラウンド並み以上の性能だったと思います。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

実は、現在工業高校に通っていて、課題研究をしています。2ﾁｬﾝﾈﾙｽﾃﾚｵｱﾝﾌﾟじゃ芸が無いので思い切ってマルチチャンネルにしてみようと思いました。

ちなみに課題研究で使うICはLM386というアンプのICです。

下記のURLの説明では、このICの2番ピンと3番ピンにそれぞれLRの音声を入力させるとカラオケ状態になるとのことです。


http://calibration.skr.jp/shouhin_list/fczdeta/0 …

そして抵抗器を使って6チャンネルに音を分離させたスピーカーマトリックスの回路にスピーカーからこのICを代入すれば成功すると思うんです。


予定では7チャンネルに疑似的に分離させる回路も組みます。

そして、モノラル、2ch、3ch、4ch、5ch、6ch、7chにロータリースイッチ1つで切り替えが出来るようにします。


ｳｰﾌｧｰ出力は今のところ考えていません。

補足日時：2010/01/11 09:09

No.3 回答者： k_b_pa_mus 回答日時： 2010/01/12 04:45

入力をステレオ2CHで、駆動するスピーカー数とパワーアンプの数が解らないので、はっきり回答が出来ませんが？

L・Rのステレオソースから、+L・+R・-L・-R の4CH出力を作り、各スピーカー駆動用のパワーアンプの前に4CH分のVRや半固定VRでレベルコントロールできるミキサー回路を付ける方法が確実だと思います。
LM386の2番と3番にそれぞれLRの音声を入力させた状態も再現できます。
LR信号をフェイズアウトさせて、センターで定位している、ベース・バスドラムは、殆ど消えますが、ボーカルは、音声エフェクトがステレオでかけてあるので、センターにあったとしても、エフェクト分が残るため、思ったほどは消えません。

スピーカー駆動する低インピーダンスでミックスを行うと、パワーアンプの保護抵抗が必要で出力が下がるため、ラインレベル信号で処理します。

LM386にバランス入力でRLを入力させたことはありませんが、同系のLM380を1台でバランス入力の実験したとき、発振したり、ノイズがでたり、周波数レンジが狭くなったり、実用になりませんでした。
単独での＋アンプと－アンプは調子が良く、BTL出力アンプはOKでした。

LM386は、ポータブルラジオを鳴らすためのパワーICなので、音楽を再生させるには、パワー不足です。
実験後の実用を考えて、せめて５ＷクラスのパワーICを使ってください。

余談ですが、マルチチャンネル・マルチアンプは、ピュアオーディオの世界では、周波数帯域ごとに2～4分割して、それぞれ専用アンプと帯域別の専用スピーカーで再生させる方法です(低音と高温の2分割がバイアンプ方式と言われます)。
サラウンドのマルチチャンネルとは、違う意味になるので理解しておきましょう。

この回答への補足

LM386でアンプを作ったら、消費電力は何ワットぐらいでしょうか？

このアンプは電池駆動ですが、

アンプを最大9台同時に使うので電池じゃすぐ終わってしまうので、AC100VからトランスでAC17V-整流回路-レギュレーターでDC12Vに電圧を落とします。

もう1つ質問ですが、ステレオソースからどういう回路を組めば、+L・+R・-L・-R の4CH出力が出来るのでしょうか？

回路図も載せてくれたら幸いです。

補足日時：2010/01/12 07:20

No.4 ベストアンサー 回答者： k_b_pa_mus 回答日時： 2010/01/14 04:14

LM386シリーズのデーターは、

http://www.alldatasheet.jp/datasheet-df/pdf/8893 …
に詳しく公開されています。

12Vの電圧、8Ω負荷で実用最大出力0.8W(THD10%)だと、120mAなので、1台あたり150mA位の電源容量で計算すればOKです。
レギュレーターICを定格付近で使うには、大きな放熱器が必要なので、ノートPCやPC周辺機器のスイッチング電源のACアダプターの流用で十分です。
中古やオークションなら\500以下です。
PCのタワーの中に大容量(12V 20A以上)のスイッチング電源があるので、捨ててあるPCから取り出しても、自己責任で使用は可能です。

ステレオソースそのものが、L+・R+ なので、たとえばLM386の2番ピンに入力して、5番ピンの出力が L-又は R- の出力です。
3番ピンに入力すれば、そのまま L+又は R+で出力されます。
2番と3番にL+とR+をつなげば、センターで定位している音は打ち消されて、5番ピンからLとRのステレオ信号部分だけ取り出せる理屈ですが、1個のICで行うと今までの経験上、上手く働らいたことがありません。
位相については、小型アンプ用のトランス(ST-75とかST-77)などを使って実験すれば理解しやすいです。