フルデジタルアンプの落とし穴

いまどき、フルデジタルの方が良さそう！　っと考えるのは実は短絡的すぎます。
フルデジタルアンプとは、入力から出力まで全てデジタルのアンプのことを指しています。

　　デジタルの入力：SPDIF、I2S、その他シリアルデータ　
　　デジタルの出力：PWM、PDMなど
　
　

デジタルボリュームとアナログボリュームでも書きましたが、やはり分解能が減ってしまうのが懸念されます。

　

　
　

アンプは、フルパワーで鳴らすことはまずありません。
　

通常、６帖から１０帖くらいのご家庭で音楽を程よく、近所迷惑にならない程度で聞いているときには、聞く音量やスピーカの能率に左右されますが、ピーク時に０．５Ｗ～５Ｗ程度です。90dB/W/m以上の高能率なスピーカでは、１Ｗを超えるような音量というと、かなり近所迷惑な音量と思います。　

ではでは、ピーク出力１Ｗで聞くとき、１００Ｗのフルデジタルアンプのアッテネータではどのくらいの減衰量が必要か計算してみましょう。

スピーカのインピーダンスを８Ωで計算すると、1Wでは2.83V　100Wでは28.3Vです。

電圧にして1/10。 減衰量はたったの-20dBです。　bit数にすると3.4bit程度の分解能低下。　出力が20bitくらいの分解能があれば問題無さそうな数値です。　　

　　ただ、疑問があります。
　　本当に-20dBの減衰量で普段聞いている音量なのでしょうか？
　

ちょっと古いプリメインアンプなどを使用している方は、ボリュームの周囲に減衰量が書いてあるのをご存知だと思います。　一部の高級なアンプではデジタル表示で減衰量が表示するものもありますね。

私の手元にあるアンプのボリュームは９時方向で-42dBと書いてあります。

９時方向まで上げると、メチャメチャな大音量です。
ちなみに-20dBと書いてある方向は11時半・・・
普段、聴く音量での減衰量は-60dB～-70dBくらい。

つまり、何を言いたいのかといいますと、恐らく100Wのデジタルアンプを1Wで鳴らしている時のデジタルアッテネータの減衰量は-20dBではなく、もっと大きい。　おそらく-40～-50dBほどであろうと推測しています。

　何故なのでしょう？　
　

実は、入力信号が0dB つまり最大音量で、初めてアンプが最大出力となる仕様だと入力信号が小さい時に大きな音をだすことができず、実用上で問題になります。　　

では、どこまで小さい音をサポートするかという話になってきます。　
　
ちょっと前のアンプの入力レベルは150mVでフルパワーが出せるようにしていました。CD等のデジタル機器の基準 2.0Vと比較すると約22.5dBほど違います。
　

-20dBくらいの信号までフルパワーで出力できるようにすると、先の1W出力時のデジタルアッテネータ値は-40dBとなります。　同様に-30dBならアッテネータ値は-50dBです。　

あとは、こちらでの検証結果と同じで、かなりの分解能低下となってしまします。
　
　

デジタル領域で音を減衰させると、分解能はどんどん減り、ディテールが失われていきます。　いかにアナログアンプに近づけるのかというのが、フルデジタルアンプの当面の目標ですが、いまだ追いつけていないのが大方の見方でしょう。　アナログ入力デジタルアンプのお話は、またの機会にできればと思いますが、50dBもデジタルアッテネータで情報欠落させたフルデジタルアンプよりはずっとマシです。　

　
　
　
　

※）最近ではデジタルアッテネータの前に可変のプリスケーラ（１倍、２倍、４倍）を実装し、ボリューム位置に応じて連動させることで分解能不足になることを ある程度防ぐ仕組みを使っているようです。　
　

　　６～７年ほど前に、使おうとしたアポジー社のフルデジタルアンプＩＣは、LowBoost機能が　ありましたが、この仕様がひどく、デジタルアッテネータの前段に入っていました。　何が起こるかといいますと、LowBoostをONすると、ボリュームを絞っていながらにして低音がクリップして歪んでしまう。　小さい音なのにクリップするんです。　商品化する前に、　そのくらいの不具合が発生することは判りそうなものなのですが・・・　　

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