3チャンネルＢＴＬスピーカーマトリクスの情報

質問

図のようにＢＴＬアンプを使ってセンタースピーカーをつないで３チャンネルにして視聴しています。

　昔は左右のスピーカーが離れすぎている時にＬ+Ｒのモノラル音をセンタースピーカー（サブウーハーではありません）で鳴らすことがあったと思います。
図のようにＢＴＬアンプに接続するとＬＲに含んでいるモノラル分が2倍になってセンタースピーカーを鳴らしているように思えます。

　問題なく良い音を楽しんでいますが、ＬＲからモノラル音を削除できればもっと分離が良くなるかな？と思うのです。
もっと良くしたいので、これらの情報なり、感想などをお願いします。

回答No.2

mmitsukuni · ベストアンサー

BTLアンプで質問者のような接続をしても通常は(過負荷でなければ)問題ありません．
（したがってちゃんとVR＋VLの音が出ているのですよね(^_^)！）

BTL接続でやっていけないのは，４つ全ての出力端子が
（－共通ではなく），独立したアンプ出力になっているので，
どの2つも「ショート」してはいけないということです．
したがって，ステレオ3端子プラグ(LRの－が共通)のスピーカーなどを
つないではいけないということです．

ただし，質問者の回路は，添付図１のようになってますので，
アンプAとアンプDにスピーカSCの負荷が余分にかかっていて，
BTLの内部アンプAとB，CとDの負荷バランスが崩れています．
具体的にはスピーカーのインピーダンスが全て8Ωなら，
内部のアンプAとDに4Ω，BとCには8Ωのスピーカーがつながったようになってます．

だからまあ，安心のためには，添付図の水色で書いたように，
各スピーカーの等価インピーダンスZと同じ抵抗Z（電力容量に注意）を
つなぐとバランスが取れます．

それで，質問者の回路では，電圧いえばで（スピーカーの音圧は電力による）
センタースピーカー端子電圧は　SC＝VL/2－(-VR/2)＝(VL+VR)/2　がかかってます．
これは左右のアンプの出力電圧の平均ですからSL,SRと同レベルです．

さて，ステレオ感を増強する接続ですが，左右のアンプがGND共通の
シングルエンドであれば，良く用いられるＹ結線が使えるのですが，
BTLでは先に言ったように－端子をショートしてはいけません．
（アンプBとDをショートするので）

バランスの取れた回路として同様な回路を考えると図2のような回路でしょうか．
ここで，Z＝RLスピーカーの等価抵抗，ZC＝センタースピーカーの等価抵抗

この回路では，各スピーカーの電圧は
　SC＝{ZC/(Z+ZC)}{(VL+VR)/2)，SR＝（VR-VL)/2，SL＝（VL-VR)/2
となります．
ZC＝ｚと取ると，センタースピーカーSC＝(VL＋VR)/4
となり，電力はこの２乗で効きますので音が小さすぎるかもしれません．
ZCを大きくするとSCは大きくなりますが，現実に入手可能なスピーカー
としては，Z=4ΩでZC=16Ωとかにすれば，SC＝(VL＋VR)・2/5 にはなります．

ただし，実際の音量は出力（電圧）電力だけでは決まらずに，
スピーカーの能率によって大きく異なります．

いろいろ書きましたが，スピーカーのインピーダンスは，純抵抗なんかではなく，
コイル分や容量分も持っているわけで，上に述べた式は相当いい加減にしか成り立ちません．
（スピーカーのインピーダンス特性を調べてください．）

だから，センタースピーカーを独立したアンプで鳴らすことにして，
アンプ入力の部分で可変抵抗などを使って同様な抵抗マトリクスを組むと，
（入力部分の入出力インピーダンスはほぼ純抵抗とみなせるので，）
自由なミキシングが可能となり楽です．ノイズの問題はありますが(^_^;)
メーカー製のステレオアンプのサラウンド機能なんかはプリアンプ部でこれをやってます．

お礼

大変詳しく検証して頂いて感謝します。
BTLアンプで図の接続をするとモノラルの音だけが出ていると思いますが未検証です。
単電源のBTL接続では言われるように４つ全ての出力端子に1/2の+Ｂ電圧が出ていますのでショートには注意しています。

　アンプのバランスが崩れていますが、負荷抵抗が低くなり過ぎることに注意すれば問題ないと思います。8Ωスピーカーですので2.6Ω負荷になっているはずですが、アンプは4Ω保証で普段1Ｗ以下の十分な大音量で鳴らしていますので問題は起きていません。
バランスを取るのにはＩＣの組み合わせや、言われるようにＣ専用のアンプを使う方法が良いと思いました。

　ＢＴＬ接続でモノラル音を取り出す方式の記事が見つけられません、昔（1961 JVC コンポSTL-13)などの真空管での３Ｄステレオ方式を応用した回路であり、世界初？とも思えます。
安価で音がきれいなこの方式は結構使えるのではないかと思っています。

　アンプ入力の部分で可変抵抗などを使って同様な抵抗マトリクスを組むと，
ＬやＲに含まれているモノラル成分を削除する回路が作れるのでしょうか？
ドルビーサラウンドを調べても記事が見つけられないのでよろしくお願い致します。

回答No.4

kimamaoyaji

＞ＢＴＬアンプに接続するとＬＲに含んでいるモノラル分が2倍になってセンタースピーカーを鳴らしているように思えます。
BTLなのでR出力L出力も逆相の電圧がかかる+R（正相）、-R（逆相）なので２倍の電圧、Lも同様で、センターは+R,-Lなので同じく２倍の電圧ですから、全てのスピーカーが２倍の電圧です。
また低域は波長が長いので、録音時LRに分離出来ません、からセンターには低域は出やすく、高域は分離されやすい為、音圧が下がる傾向にあります。
＞ＬＲからモノラル音を削除できればもっと分離が良くなるかな？
ステレオ録音でLとRを消したら何も残りませんが？？、まあセンターカーら音が出なければ分離は良いと言えるので、センタースピーカーを外すのが最も簡単な方法です。

お礼

言われるように全てのスピーカーが２倍の電圧と思います。
センターには低域が出やすくて、高域は音圧が下がる傾向も同感です。

ＬＲにモノラル音が0.5ずつ入っていると考えていますのでＬＲからモノラルＣ音を削除できれば完全にＬＲだけの成分になるはずで、ＬＣＲを完全に分離したいと思っています。
ドルビーサラウンド方式ではマトリクスのあとで最も強い音だけを鳴らすステアリング処理で分離を良くしているようですね。

ＬＲの分離が悪い状態ですが、8畳間の中央で1ｍくらい動いてもセンタースピーカーから音がでる定位感があるので良い調子です。
パソコンでもＬＲにセンタースピーカーを付けて3Ｄにして聴くと、中央音がくっきり定位してすばらしい音になります。

今は5Ｄにして実験中です。下記参照下さい。
http://sirasaka.blog.bbiq.jp/blog/2015/03/5d-517d.html

回答No.3

mmitsukuni

蛇足ですが，３つのスピーカーは並列接続ではないので，負荷は2.6Ωにはなりません．

前回答で書いたように，質問者の接続では，
各チャンネルの「内部」のアンプに4Ωと8Ωの負荷がアンバランスにかかってます．
したがって，せっかくのBTL（バランスド・トランスレスまたはブリッジド・トランスレス）がアンバランスになっており，出力段の素子の発熱が偏って，歪みも確実に増えてますので，決してお薦めできる接続ではありません．（運が悪いと熱暴走で壊れるかもしれませんよ(^_^;)．
少なくとも，回答２の図1のバランス抵抗8Ωはつないでおきましょう．

前段でのミキシング回路として，各種オーディオ出力を独立したパワーアンプに入力しているような状況では，入力はシングルエンドなので，簡易版として，添付図のような回路で可変ミキシングが出来ます．（センター用アンプは別に必要で，左右の出力を抵抗を介して入力に接続するだけなので省略）

さて，この回路で，k＝r/(2r+R)　とおくと
　VoL＝(1-k)・ViL－k・ViR
　VoR＝(1-k)・ViR－k・ViL
可変抵抗rをRに比べて十分大きく取ると，k＝0～1/2　の範囲で可変出来ますので，
次のように，ミキシング範囲が変えられます．
　VoL＝ 左のみ ～ (1-k)左ーk右 ～ (1/2)(左－右)
　VoR＝ 右のみ ～ (1-k)右ーk左 ～ (1/2)(右－左)
これを使えば，中央の音（モノラルというのは適切ではない）を消してカラオケ音楽が作れます．

しかしながら一番のお薦めは，次のようなICで自作することです．
新日本無線（JRC）の3DサラウンドオーディオプロセッサIC「NJM2701D」は，
多くのパーツショップでなんと\250円程度で売ってます．外付け部品はわずかです．
「サラウンドキット」で検索すると組立キットもありますが，\2000以上はしますね．

なお，ドルビーサラウンドというのは，3チャンネル，5.1チャンネル，7.1チャンネルと
いった複数のスピーカー用の音をその数だけのトラックを使って記録する方式だから，
ここで言う疑似サラウンドとは関係ありません．

お礼

貴重な情報をありがとうございます。
アンプの負荷を減らすことと、モノラル成分を減らして分離を良くする方法として、ＬＲには無極性電解コンデンサー10～47uFを挿入して実験していますが今も大音量で良い音がして良好です。

ミキシング回路として図示頂いたのは昔から欲しかった回路です。
簡単にできるのですね。すばらしいと思います。活用させて頂きます。
これで作ったＬＲを専用アンプで出せば本格的回路になると思います。

お薦め頂いたのですが、NJM2701Dは２チャンネルサラウンドをＬＲに追加できて2本のスピーカーで擬似サラウンド効果がでるテレビやコンポ用みたいですが、
サラウンド音自体はスピーカーマトリックスで満足できているし、左右に専用サラウンドスピーカーが無いと本格的サラウンドにならないのは経験しています。

なお，ドルビーサラウンドというのは疑似サラウンドであり、2チャンネルから5.1チャンネルなどを作る方法だが今でも使われることがあるそうですし，
最新のドルビーデジタル、ＤＴＳなどは地デジのように各チャンネルをＡＡＣのように本格的に圧縮するので擬似サラウンドでないことがこのページを見つけて分かりました。
http://kanaimaru.com/theater/0htf.htm

地デジになるとＡＡＣ5.1放送が聴けると期待一杯でしたが、ほとんど放送されてなく、ステレオ放送の表示が出ていてもモノラル音がほとんどですし、イヤになっています。
ＣＭの半分ほどはステレオなのでＣＭさえ待ち構えているしだいです。
ステレオ音のドラマや映画はうれしいです。
今後もモノラル、ステレオが主流で5.1放送は見込めないはずであり、ステレオ放送が永遠に続くと思うと擬似サラウンドとセンタースピーカーは役立つと思います。

回答No.1

denwaha4126

BTLアンプでそんな接続してはいけない。
シングルエンドのアンプでは、CからLが出るだけ。
車用アンプなら出来るものもあるらしい（最近そういう質問があった）
勘違いした人が真似すると危険なので、貴方の使っているアンプのメーカーと型番を教えてください。

たぶん、こういうのをやりたいんじゃないかな？
http://hkjunk0.web.fc2.com/hobby/audio/matrix_db/matrix_db1.html

昔、長岡鉄男氏がよく作ったセンター付きマトリクススピーカ。
一体型とセパレート型があった。
BTLアンプでは使えない。

私も昔、一体型の MX-14 というのを作った事があるけど、つまらない音だったな～

お礼

ありがとうございます。
紹介してもらったＨＰの中段にある”3-2-0方式一番現代っぽい”と言うのはＢＴＬアンプを使ったもので、私の考案とは違っており、中央の音はＬ-Ｒサラウンド残響音が出るはずです。
他にもありましたらもっとお願いします。

　使用しているアンプはこれhttp://sirasaka.blog.bbiq.jp/blog/2014/05/ht82v739-abbtli-b529.html　　(1wx2BTL)を主に使っていますが
TOPPING TP-MARK4（15wx2BTL)も使用します。
BTLアンプでそんな接続してはいけないことはないと思っていましたが、問題なく大音量も出ていますし音もきれいです。

　図の3-2-0方式でOTL,OCLアンプでは、CからLが出るだけでなくて図の通りだとアースされているので鳴らないと理解します。

　別にモノラル用アンプを併用して中央から出せばＬ+Ｒのモノラル音を鳴らせますが、私の考案の中央スピーカーはモノラル音だけを鳴らすものです。

　岡鉄男氏のマトリクススピーカ-は左右音がサラウンド残響音であり、定位が出ませんが私の方式はくっきり定位して最良の方式と思っているのですが、
Ｌ，Ｒの音からモノラル音を削除して中央音の定位をもっとはっきりさせたいと思っているのです。