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日記

MCトランスの使いこなしについて

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2018年10月22日

真空管アンプでは、出力トランス、入力トランス、ドライバートランス等、色々なトランスを使うことがあり、これらのトランスの使い方はネットを捜すと沢山情報があります。

しかしMCトランスについては、相性や音色がどうこうという情報はありますが、技術的な情報が何故か少ないようなので、私が知っていることを書いてみます。

トランスというとインピーダンスマッチングという難しい技術的な話が出てきますが、インピーダンスを厳密に合わせる必要があるのは高周波を扱う回路(デジタル回路を含む)と電力を効率よく伝送する回路になります。

MCトランスでは微小電圧で低周波の信号を扱うので、厳密にインピーダンスを合わせる必要はないのですが、このことが却って混乱を招く原因になっているのではないかと思います。

先ず、MCトランスで必要な特性として昇圧比がありますが、これはトランスの一次と二次の巻数比で決まります。

DL103等の高インピーダンス機種では出力電圧が0.3mV程度なので、EQの入力感度が3mVだとすると10倍の昇圧比が必要になるので、巻数比は1:10になります。

初期SPU-GE等の低インピーダンス機種では出力電圧が0.05~0.2mV程度なので、40倍前後の昇圧比が必要になり、巻数比も1:40になります。

次に、トランスのインピーダンスは巻数比の2乗に比例することが分かっているので、高インピーダンスタイプでは1:100、低インピーダンスタイプでは1:1600になります。

カートリッジの内部インピーダンスは、DL103が40Ω、SPU-GEが3Ωなので、そのままこの倍率を当てはめると二次側のインピーダンスは以下のようになります。

 DL103等高インピーダンス 40Ω:4kΩ
 SPU-GE等低インピーダンス 3Ω:4.8kΩ

しかし、MCトランスの二次側にEQの入力抵抗47kΩが接続されると、トランスのインピーダンスは相対的なものなので、実際の一次側インピーダンスは以下のようになります。
(MCトランスによっては、二次側に負荷抵抗を並列に接続していて、実際の負荷が47kオームより低いものがあるかもしれません。)、

 DL103等高インピーダンス 470Ω;47kΩ
 SPU-GE等低インピーダンス 29Ω:47kΩ

MCカートリッジの負荷インピーダンスは3倍~10倍程度が良いと言われますが、これを見ると概ねそのようになっていることが分かります。
(個人的には、MCトランスを使用する場合では、音質面を考慮すると10倍程度をお勧めします。)

またこのことから、MCトランスの一次側インピーダンス表示値は、接続するMCカートリッジの内部抵抗の目安を示していて、実際のインピーダンスではないことが分かると思います。

もう一つ、トランスの重要な特性にf特性がありますが、一次側や二次側に接続する機器の内部インピーダンスによって変化するので厄介です。

MCトランスでは、二次側に47kΩの負荷抵抗を接続することを前提にして、一次側インピーダンス値の数分の1~1/10の内部抵抗を持つMCカートリッジを接続したときにフラットなf特性になるように設計されています(そのハズです)。

しかし、このことを上手く利用すると、音質のコントロールをすることができます。

基本的には、MCトランスの一次インピーダンスとして表示されている値を、MCカートリッジの推奨負荷インピーダンスに合わせます。

MCカートリッジの推奨負荷インピーダンスより、MCトランスの一次インピーダンスが高めのものを選ぶと、高域が強くて元気の良い傾向になります。

逆に、MCトランスの一次インピーダンスが低めのものを選ぶと、かまぼこ型のf特性になって大人しい音質傾向になります。

一般的には、MCカートリッジに合わせてMCトランスを沢山用意できないのでどうするかというと、MCトランス二次側の負荷抵抗値を変えることで、一次側のインピーダンスを音質的に適正値になるようにコントロールします。

具体的には、MCカートリッジの二次側に高音質の抵抗(ビシェイVSR等)を並列に接続して、一次側のインピーダンスを下げると大人しい音質傾向になります。

元気の良い音にしたくて一次側のインピーダンスを上げるには、EQの入力抵抗を高抵抗に替える方法がありますが、メーカー品ではハードルが高いかもしれません。(入力インピーダンスを可変できる凄いEQをお持ちの方もいらっしゃるようですが、これは使えますね。)

一つ注意していただきたいのは、MCトランス二次側に非常に高い負荷抵抗を使うと100kHz前後に非常に大きなf特性のピークができる可能性が高く、音質面でも問題になることが多いです。

以上、長々と書いてしまいましたが、MCカートリッジをお持ちの方の音質改善に少しでも役立てば幸いです。

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レス一覧

  1. EDさん

    カートリッジが壊れてしまって残りはaudio-technica AT33の1種類のみになってしまいました。
    MCトランスは色々持ってはいますが・・・AT33には激安のaudio-technica AT-630を推奨の47KΩ負荷で使用するのが一番良いみたいです。
    今は販売していない古いトランスですが、自社製品向けにそれなりに考えられているのかな?

    byhelicats at2018-10-23 22:13

  2. EDさん、今晩は。

     私のオーディオの音源は約50%がアナログです。他はいまだにCDPです。
    MCトランスの考察興味深く読ませて頂きました。

     現在使用中のMCトランスは、パートリッジ TH-7834 、
    ソニー HA-T1 、オーディオテクニカ AT-1000T 計3台使用しています。パートリッジ TH-7834 は、内部配線結線変更で 3.25Ωとしオルトフォン専用機としています。

     ソニー HA-T1は、入力インピーダンスが 3Ω と 40 Ωで一般的な仕様となっています。

     オーディオテクニカ AT-1000T は、3Ω 20Ω 40Ω の3系統で切り替えスイッチではなく RCAプラグ差し込みで選定するタイプです。

     入力インピーダンスについては 3Ω 3.5Ω 20Ω 40Ω 有りますので大方のカートリッジには対応できます。

     入力インピーダンス、出力インピーダンスの微調整で音が変わるとの事ですので、今度試してみたいと思います。

     受け側のインピーダンスを変える件は、イコライザー入力抵抗を切り変え式にしたいと考えます。

     楽しみが増えました。

     yhh
      

      

    byyhh at2018-10-23 23:32

  3. yhhさん

    audio-technica AT-630の入力インピーダンスは20Ωと有りました・・・あまり一般的で無いインピーダンスなので、このトランスはAT33専用かも?

    逆に言えばaudio-technicaのMCカートリッジは20Ωが一番性能を出せるかも??
    それでAT-1000Tもあまり聞かない20Ωが付いているのかな?

    byhelicats at2018-10-23 23:50

  4. helicatsさん、おはようございます。

    AT33をググってみましたが、色々バリエーションがあるようですがAT-33Eをお使いでしょうか。

    一般的に、MCカートリッジはインピーダンスが高いほど発電コイルの巻き数が多いので出力電圧が高くなる傾向があります。

    20Ωで0.4mVの出力ということは、マグネットが強力なのでしょうかね。

    AT-630のほうは昇圧比が10倍なので、出力電圧だけを見るとDL103等を使えます。

    しかし上記の通りで、トランスの一次推奨インピーダンスよりカートリッジ側が高めになるため、カマボコ帯域で大人しめの音質傾向になりそうです。

    byED at2018-10-24 08:09

  5. yhhさん、おはようございます。

    自作派にとって、MCトランスの二次側負荷抵抗を変えて音質調整するのは、簡単にできるので是非やってみてください。

    一般的なEQのn入力抵抗47kΩを、27k~100kΩの範囲で調整すると、面白いほど音質の変化があると思います。

    それにしても、良いMCトランスをお持ちですね。

    byED at2018-10-24 08:19

  6. EDさん、helicatsさん。

    今晩は。オーディオテクニカ AT-1000T 20Ωについて

     現在オーディオテクニカ製は AT-33PTG を使っていますが、今までインピーダンスは40Ωと信じて使っていました。再度同品の仕様を確認した所インピーダンスは20Ω以上と明記されていました。これで20Ω端子の意味が分かりました。お恥ずかしい次第です。

     40Ωに接続していましたので、急ぎ20Ωに接続替えを行いました。急ぎ聞きましたので違いは明確に聞き分けられません。

     じっくり聞きこみたいと思います。

     yhh 

    byyhh at2018-10-24 20:11

  7. yhhさん、こんばんは。

    AT-33PTGは、負荷抵抗が20Ω以上で使うことを推奨していますね。

    MCトランスの昇圧比が1:10の場合は、インピーダンスは470Ω:47kΩになるので条件は満たしていることになります。

    ただ、カートリッジ内部インピーダンスの23.5倍になるので、MCトランス一次側470Ωは少々高いかもしれません。

    この程度であれば超高域のピークは無視できると思いますが、音質的に高域が強くて五月蠅いのであれば、二次側に47k~100kΩをパラってみてはいかがでしょうか。

    MCトランスのf特性を調べてみれば分かり易いのですが、信号レベルが低くて簡単にできないので、聴感で調節するしかないでしょう。

    byED at2018-10-24 22:23

  8. EDさん

    私は、早くに金田アンプのヘッドアンプ(高増幅率EQアンプ)に行ってしまったのでトランスのことは疎くて、とても勉強になります。

    一時使っていたDENON AU-310は、絵に描いたようにEDさんの言うとおりの仕様でまったくもって模範的でした。それだけに音も優等生そのものの音でCPはとてもよいと満足していました。

    ずいぶんと年数を経て、もう一度、改めてトランスのことを意識したのはUNICORNさん宅でORTOFON SPU-GTを聴かせてもらった時です。SPU-GTは、ご承知の通りトランス内蔵のMCカートリッジで、そのままMM用の入力(47KΩ負荷)につながるようになっています。カートリッジシェル内で昇圧してしまい極細のケーブルをロスなく伝送するという発想もさることながら、改めて専用に設計された昇圧トランスの優位性を強く感じました。

    やはり、昇圧トランスは、それぞれのカートリッジ別に専用のもの、あるいは自分で仕様を詰めて自作したものが良いですね。

    byベルウッド at2018-10-25 11:48

  9. ベルウッドさん、こんばんは。

    金田式の電圧伝送EQは、DL103をあえて1MΩ程度の高抵抗で直接受けて、解像度と抜けの良さを向上させていたように記憶しています。

    これをMCトランス経由でやると、記事にも書いた通り超高域のピークが出て音質にも悪影響がでる可能性が高いのですが、流石、金田先生ですね。

    そういえば、ベルウッドさん宅で聴かせて頂いたDL103は、このカートリッジの癖がほとんど聴き取れない位、良く調教されていましたね。(カートリッジ裏面削りが効いている?)

    それから、SPU-GT系はデンマークJS社のトランスを使っているらしくて、これがいい仕事をしているようです。

    今度のオフ会では、GT系ではありませんがSPU#1EとSPU-Synergyの比較や、トランスの違いによる音質比較もしてみたいと思っています。

    よろしくお願いします。

    byED at2018-10-25 22:13

  10. EDさん

    お出でいただいた時はまだカートリッジ削りはやっていなかったと思います。今はもっとよい音がしますよ(笑)。


    金田アンプの負荷抵抗の考え方は、以前にkitatanukiさんの日記へのレスでご紹介したことがあります。

    http://community.phileweb.com/mypage/entry/2629/20130207/35293/

    要点だけまとめますと…

    金田氏の指定は、560kΩという高抵抗になっています。

    この抵抗は、メーカーのヘッドアンプの常識は50Ω~200Ωくらいの低い抵抗になっています。これは「カートリッジの振動系の質量とコンプライアンスによる高域共振をダンプするために必要とされ、ヘッドアンプには必要不可欠な抵抗と考えられてきた」からです。

    ところが金田氏は、ハイインピーダンスのアンプ入力に、100Ω程度の抵抗がパラに入ると、カートリッジの出力エネルギーの大部分をここで吸われてしまうことに気付き、どんどんと抵抗値を上げて試聴実験を重ねた結果、いくら抵抗値を上げてもメーカーが心配するような高域(200kHz以上)ピーク的な音は生じないことを確認。むしろ音がどんどんよくなる。ついには抵抗を取り去ってしまいました。560kΩという指定の高抵抗はあくまでも入力オープン時のノイズ対策です。

    (参考)
    「オーディオDCアンプシステム」上巻(金田明彦著)
      p.106~107 《ヘッドアンプの問題点》


    以上は、あくまでもヘッドアンプ(ハイゲインEQアンプ)のケースですので、昇圧トランスのようにインダクタンスで受ける場合はまた違ってくるはずです。

    byベルウッド at2018-10-26 09:35

  11. ベルウッドさん、こんばんは。

    昨夜は嵐の中、メバル釣りに行っていて、レスが遅くなってすみません。

    次回のオフに向けて、黒メバルをゲットするための調査捕鯨(調査メバル?)で、釣果は中型16匹で悪天候としてはまあまあでした。

    ところでDL103の癖のない音質ですが、カートリッジに手を加えていなかったとしたら、やはり金田式EQのハイインピーダンス入力の効果が大きそうですね。

    それと、ストレートアームの効果もありそうです。

    拙宅のDL103は、中域のメリハリ感が強調されるようなところが少し気になっていて、色々対策をしたつもりですが完全に解消できていません。

    byED at2018-10-27 20:42

  12. EDさん

    MCトランスの電圧を測定して見ました。

    周波数1KHz  2次側インピーダンス=10MΩ(ミリボル入力Imp.)
               IN     OUT
    AT-630(20Ω)  6.3mV   100mV  (×16)
    3Ωトランス     1.1mV   100mV  (×90) (オルトフォン用)

    となりました。
    2次側解放で巻数比に近い結果が出ると思いましたが、イメージとかなり違っていました。

    発信器出力インピーダンスが高いのか・・・同じ100mVを出すのにAT-630より3Ωトランスのほうがボリューム位置はかなり上(10dB以上)でした。・・・その時の電圧がINの測定値です

    MCトランスはカートリッジの出力インピーダンス・巻数比・負荷インピーダンスで特性が大きく変わるみたいですね。
    測定するにしても入力電圧を何処で測るかでも変わるし そもそもインピーダンスを整合させなければ何を測っているのか??

    結局聴いて調整するしかないかも・・・相性の合ったのが一番かも

    他のMCトランスも測定してみました。
    周波数1KHz  2次側インピーダンス=10MΩ(ミリボル入力Imp.)
               IN     OUT   実測昇圧比  メーカー発表値
    AU-320(40Ω)  9.5mV   100mV  (×10.5)      ×10
      〃 ( 3Ω)  2.6mV   100mV  (×38)       ×36

    FRT-3 (30Ω)  5.3mV   100mV  (×19)      ×21
      〃 (10Ω)  3.0mV   100mV  (×33)      ×36

    となりました。
    とちらもメーカー発表の昇圧比に近似していますが、インピーダンスとの関連はよく分かりません。・・・と云うより実にいいかげん?

    AT-630の昇圧比はメーカー発表×10に対して実測×16でAT-33用にチューニングされていますね。

    byhelicats at2018-10-30 19:18

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