各種オーディオ機器から出ている音は交流ですか？ 増幅回路等よくわからな

各種オーディオ機器から出ている音は交流ですか？　増幅回路等よくわからないんです・・・

ギターを弾いていて、エフェクターの自作に興味があります。
それで音の増幅について少し調べたのですが、
ギターでいうとピックアップから出力される電気は+と-が入れ替わる交流ですよね？
それをトランジスタ等では交流は扱えないので、
増幅させるためにバイアス電圧にその交流をのせて+と-が入れ替わらないようにし、
その電流をトランジスタに入力するという解釈であっていますか？

そうだとすると、増幅したあとどうなるんでしょう？
波はあるが+と-は入れ替わらない直流になってしまっています。
各種オーディオ機器に入力されている音、それスピーカー等に出力されている音は交流ですよね？
だとすると、どのようにしてこの直流を交流に戻すのでしょうか？
それとも実は直流で、スピーカーのコーンは基準の位置から一方向のみに動いているんでしょうか？

増幅回路には「コンデンサで直流成分を除去する」などと書いてありますが、
それはどういう意味なんですか？
それで交流に戻るんでしょうか？
とてもそうは思えません・・・。コンデンサからマイナスの電圧が発生するのでしょうか？



なんだかよくわからないことだらけです・・・
どうかよろしくお願いします

No.5 ベストアンサー 回答者： iBook-2001 回答日時： 2010/09/01 23:50

またまた iBook-2001 です♪

補足を戴き、ありがとうございます。


基本理念がご理解出来ていると言う事が確認出来、とても安心しました。

さて、考え方の応用ですよ。

また、単純な例ですが、、、

乾電池、通常は1.5Vの直流ですよね。

もう一本、直列にすると、３Vですね、　もし、もう一本を１秒ごとに接続したりしなかったりすると、どうでしょう？


つねに1.5Vの電圧が有り、時々３Vって言う状況になると言う事ですが、見方を変えたら、1.5Vを基点としてさらにプラス1.5Vの交流変化と言う見方はできませんか？


乾電池を２本接続した時に、真ん中を基点と下場合は、本来は０V～1.5V～3Vですが、基準点をプラス1.5Vとした場合は、マイナス1.5Vとプラス1.5Vと言う表現も成り立ちます。


交流と言うのは、基準点からプラスとマイナスに変化する信号です。
基準点が０Vでも、マイナス１００Vでも、プラス４００Vでも、交流分が信号として活用出来ます。

（トランジスタ回路で、マイナス１００Vとか、プラス４００Vの基準点ってほとんど有りませんが、真空管アンプでは有りの場合も、、、）

また書き込みしてしまいましたが、文章力っがあまり自信が無いので、判りにくい時はまたg指摘下さい。

No.4 回答者： iBook-2001 回答日時： 2010/08/31 22:08

はじめまして♪

電子回路の素子について十分に理解しないで回路の勉強をすると混乱しますね。
（私も、昔はチンプンカンプンでしたよ～。笑）


初歩的な部分で、受動素子について、、、

R　抵抗器（又は、単に抵抗）

電気を有る程度流すけれど、文字通り全てが流れない様に抵抗しています。（流れなかった分は基本的に熱としてエネルギーを消費します。）

抵抗がゼロとは、ショート？もしくは単純に電線を繋いだ状態で全ての電気がスルーですね。
逆に抵抗が無限大と言う場合は、接続していない、または電線が切れた　断線　と言う状況です。

直流でも交流でも同じ機能を持ちます。（単位はΩ、オーム）


L　コイル

基本構造は電線をグルグルと巻いたもの。　電線なので直流はちょいと長い電線と言うだけですが、交流の場合磁力の反転でエネルギーが消費されてしまうので、周波数が高く成る程電気が流れにくく成ります。どの程度の周波数から流れにくくするか等は設計により変えられます（単位　H ヘンリー）

C　コンデンサー（キャパシター）

基本構造は、直接電気的な接触をせず、例えれば、アルミ箔とアルミ箔の間にサランラップを挟んだ状態。コンパクトにする為にそれを巻いたような構造。

直接接触していないので直流は流れませんが、交流の場合は静電気のような、又は電波のアンテナのような効果で電気が流れます。　どの程度の周波数から流れて、ソレ以下の周波数は流れにくいなど、設計で調整されています。
（単位　F　ファラッド）

かなり大雑把ですが受動素子は上記の３種が基本です。

ちなみに、スピーカーで高音用（ツイーター）と低音用（ウーファー）が有る２ウエイのスピーカの場合、ウーファーには不要な高音をカットする為にコイルを、ツイーターには不要な低音をカットする為にコンデンサーをそれぞれ直列に接続します。　大抵は高音用のユニットの方が効率が良く音が大きいので、抵抗で音量を少し押さえます。（実際には総合インピーダンスの整合のため、２本以上の抵抗でアッテネーター回路を構成して音量を減衰させます）

コイルやコンデンサーの値を変えて「クロスオーバー周波数」を調整します。


さて、ここまでで、直流と交流が混ざった状態の信号も、直流分、交流分を分ける事が出来ると言う状況はご理解いただけましたでしょうか？

あまり文章に自信が無いので、もしココまでの中で判りにくい部分が有りましたらご指摘下さい。

最低限、LCRの受動素子について、イメージ出来ませんとトランジスタや真空管などの能動素子の動作を理解するのは難しいと思いますから、、、

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
No.1の回答につけました補足は読まれましたか？
初歩的な部分は解説されているホームページなどでしっかりと目を通しているので理解はしているつもりです。
コンデンサやローパス、ハイパスフィルタ等についても一応は理解してるつもりだったのです
例えば電源などに入ってしまっているノイズを除去するのにはローパスを構成しますよね？
それはコンデンサの方に交流成分のノイズを逃がすということですよね？
その辺は大丈夫なつもりなのですが
"本当に+と-が入れ替わる交流" を通す・発生させるときの挙動がイマイチよくわからないんです・・・
増幅され全て+の電圧となった波形をカップリングコンデンサに流すとマイナスの電圧も発生し交流が発生する、というところがわかりません

引き続き調べていていますが、まだまだで・・・

補足日時：2010/09/01 01:43

No.3 回答者： yosifuji2002 回答日時： 2010/08/31 12:00

現在のオーディオアンプは殆どが+-の電源になっています。

そして回路も多くはプラスとマイナスの双方が対照的に近い格好で組み込まれています。

入力信号はそのままアンプに入り、プラス信号はプラスの回路で、マイナス信号はマイナスの回路で増幅さ、出力時点では両者が合成されると考えてよいでしょう。

従って、多くのアンプは出力端子では信号がゼロならばゼロ電位で、ここで直流をカットする必要はありません。


トランジスターアンプの初期は単一電源で、出力端子には電源の半分の直流電圧が出ていました。そのたの大きなコンデンサーを入れて直流をカットしていました。
又真空管アンプは今でも単一電源ですから、回路とスピーカーの間に出力トランスを入れて直流が出ないようになっています。

コンデンサで直流成分を除去するという意味は、直流が乗っている交流をコンデンサーを通すと交流だけが通る性質を利用しています。
コンデンサーは直流に対しては絶縁ですが、交流に対しては周波数によって抵抗が殆どゼロになります。大きい容量のコンデンサーの方が低音を良く通し、小さなものは低音をカットする性質があります。

No.2 回答者： nijjin 回答日時： 2010/08/31 11:56

プラス側の波（波形）とマイナス側の波（波形）を別々に増幅して足しています。

こうすることでスピーカーは中心点（静止位置）から前後に動かせます。

直流は、波形の無い状態です。
つまり出力が止るまでコーンは動いた状態で止ります。

因みに、スピーカーに使われる電線（コイル）はとても細い線ですので直流のような
大電力（交流に比べて）では焼き切れてしまいます。
また、アンプにとっても直流成分はＮＧでトランジスタなど壊れてしまいます。
そのため、直流を増幅、出力しないようコンデンサーを通します。

http://www.geocities.co.jp/Technopolis/4999/main …

No.1 回答者： barouzu 回答日時： 2010/08/31 03:57

そうですね、質問内容はそれだけですか？

多分今後も大量にわからない事がでてくるとおもいます
電子回路について基礎から学んでみましょう

目的がキターのエフェクトなのでそこまで難しくはないでしょう

質問に対する答えも一応書きましょう、
オーディオから出力される音声信号は全て交流でアナログです

増幅させるためにバイアス電圧にその交流をのせて+と-が入れ替わらないようにし、
その電流をトランジスタに入力するという解釈であっていますか？
　あっています。それはA級増幅というものです
　他にもB級等いくつかあります

コーンに直流を入力するとどうなるか想像してみましょう
磁石の周りにコイルがあるのです、そのコイルに直流を入力すると、フレミングとかなんとかさんが言うにはFの方向に力が働き、働き、働き・・・・。
帰らぬ人になってしまうのです
絶対にやらないようにしましょう

そのためにオーディオの回路は入力と出力にほとんど必ずカップリングコンデンサを直列につけ直流成分をカットしているのです

コンデンサをつけるとなぜ直流成分がカットされるか
コンデンサをつけるという事は微分をしているという事です。
微分というのは変化率を表しますね、直流は電圧が変化しない
変化する交流成分のみ出力されるという事です。

あまり良い表現ではない気がしますので是非教科書なり参考書なり適当なサイトなりで
自分で電子回路について調べてみてください。
波形を歪ませない努力は大変ですが、歪ませようとするのは容易です。
自分の気に入った波形を出せるように試行錯誤がんばってください。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
やはりオーディオは全て交流なんですね。
スピーカーに直流を流すと壊れるとは知りませんでした！
気をつけます。

コンデンサは直流を通さない、という特性は理解しているのですが

微分をしている、ということは知りませんでしたので、改めて調べてみました。
また、カップリングコンデンサについても調べました
コンデンサによって中心電圧が0vになり本当にコンデンサで交流になるみたいですね・・・
それでも仕組みが全然わかりません
http://www.eonet.ne.jp/~hidarite/me2/denki03.html
ここの「微分回路」のところで、その変化率のことなどわかりやすいのですが、
パルスの立ち上がるとその瞬間コンデンサから電気が流れ、その後平らになると低周波ということで出力が低下するということはわかります。
しかし立ち下がりのところとなると出力がマイナスになる、というところが言われてみればそうなる気がしますが、わかりません・・・
出力がマイナスになるとして、その時の回路全体の電気の流れもよくわからないことになりませんか？

自分で調べるようにはしているのですが、確信が得られずスッキリしません・・・
ひとつひとつ地道に解決していけるようにこれからも頑張ります！

補足日時：2010/08/31 13:27