あらゆる「エレクトロスタティック」をドライブ

エキサイティングなエナジャイザー(2) ― iFI Audio「Pro iESL」テクニカルノート

iFI-Audio(翻訳:生塩昭彦)

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2017年07月04日
エレクトロスタティック型ヘッドホンをドライブするためのモジュールとして近日日本でも発売が予定されているiFI-AudioのPro iESL。本項では前回に続いてiFI-Audioから届いたテクニカルノートをお伝えする。

iFI-Audio/「Pro iESL」(エナジャイザー・モジュール)近日発売予定

■パート2:バイアス電圧

実際の音楽信号に加えて、エレクトロスタティック型ヘッドホンはいわゆる「バイアス電圧」を必要とします。ダイナミック型ヘッドホンは静磁場を持っており、これが「バイアス」を供給するのですが、エレクトロスタティック型ヘッドホンの場合は静磁場を作り出すことが必要になります。この際の電圧は極めてクリーンであると同時に精確であることが重要です。

バイアス電圧を著しく超えると(電源の電圧が高いだけでも)、エレクトロスタティック型ヘッドホンは破損することがあり、また、バイアス電圧上のノイズは音楽信号に応じて変動します。

バイアス回路自体は、ヘッドホンと共にローパス回路の役目を果たすので、スーパーソニック・ノイズを抑える(少なくとも100倍)のに有効ですが、低周波ノイズはまったく減少することなく通過してしまいます。

このことから、エレクトロスタティック型ヘッドホン用のバイアス回路は「極めて」重要であることが明らかになりますが、一般のエナジャイザーやエレクトロスタティック型ヘッドホン専用アンプの大半においては、バイアス回路は補足的なものにすぎないと考えても許される程度にしか見られていないのです。
バイアス電圧を生み出すには、一般的には以下の2つのアプローチがあります。

・高電圧のトランスと整流 ― カスタム高電圧(Stax Proのバイアスでは約410V)トランスは、50/60Hz ACを整流して供給します。簡単には入手できない、極めて高い電圧に対応できる巻きを備えたカスタムトランスです。非常に珍しいもので、めったに見ることはありません。エレクトロスタティック型スピーカーでも目にすることは稀です。

・カスケード整流回路 ― 高電圧を実現しますが、非常にノイズが多いのが欠点です。このノイズはフィルターで処理することができますが、好まれてはいません。多少の残留ノイズが音楽の経路に侵入し、最適とは言えない状態になるからです。


■バイアス電圧の背景

カスケード整流回路は、おそらくは最も一般的なものではありますが、最も妥協した結果の産物でもあります。バイアス電圧を生み出すための最も一般的なアプローチは、50/60Hzの家庭用電源と、いわゆるグライナッヘル(またはヴィラール)・カスケード整流回路(コッククロフト=ウォルトン電圧増幅回路と呼ばれることもあります)を使う方法です。

グライナッヘル・カスケード整流回路の回路図(出典:http://circuitlab.com/c9hu3bz)

この回路は、かなり一般的で安価な部品を使って非常に高い電圧を生み出すことができますが、動作音がうるさいという欠点があります。

使われているACの周波数が低いと、大きな容量を持ったキャパシターが必要になる傾向があります。通常は、ノンリニア電気キャパシターが必要になるのですが、これはリーク電流(漏洩電流)が多いので、バイアス電圧が下がるのを防ぐためにカスケード整流回路が常に稼働している状態を保たなければなりません。

私たちにとっては、どちらのアプローチも受け入れがたいものでした。

私たちは既存の解決法を全て捨て去ろうと決心し、第3の方法へと進みました。バイアス電圧が高くても、電流の流出がほとんどないという方法です。

第3の方法:キャパシティブ・バッテリー電源

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