【音比較】真空管アンプのパワーアンプでの音変化【プッシュプル】

Vanish（マーシャルのアンプシミュレーター）を使って、パワーアンプのプッシュプル動作による音の変化を比較してみました。

パワーアンプの構成

真空管アンプの場合、プッシュプル（DEPP: Double Ended Push-Pull）のパワーアンプ部分は下記のような構成になっています。

1. 位相反転回路で経路 A に（入力信号と）逆相、経路 B に同位相の信号を出力する。この際、負帰還（入力から引き算する信号）のハイカット量を PRESENCE で調整できる（引き算する信号をハイカットするのでハイブーストとして作用する）。

2. 経路 A/B に（入力が大きくなると）+/− の片側だけパワー管が動作するようなバイアス電圧をかける。

3. 経路 A で + 側のみ、経路 B で − 側のみを増幅する（正確には、経路 B では逆相状態の + 側のみを増幅する）。

4. 経路 A/B を出力トランスの +/− に繋いで結合する（逆相状態になっている経路 B が − 側に繋がれることで同位相に戻る）。

比較の概要

• 通常版：上記の 1~4 の位相反転～プッシュプル回路をシミュレート

• 省略版：（負帰還＆ PRESENCE を処理した後に）増幅して歪ませるだけ

の 2 種類を用意し、同じ入力ソース（比較用音源）をレンダリングして、プッシュプル回路でどれくらい音が変化するのかを確認します。
通常版の方は公開されている Vanish をそのまま使用。省略版の方はパワーアンプ部分のプログラムを書き換えてビルドしたものを使用しています（公開版に省略版を再現する機能はありません）。

リフ音源で比較

この音源だけを聞いて違いが分かった方はかなり優秀な耳（聞き分け能力）をお持ちです。おそらく大半の方がどこが違うのか分からないかと思います（私も最初は分からなくて焦りました…）。

L と R に振ってみる

通常版を L 、省略版を R へ振ってみました。全体的に薄っすらステレオ感（左右の違い）が感じられますが、最後のハーモニクスの部分が一番分かりやすいでしょうか。

ブリッジミュートを一発だけ

さらに違いを分かりやすくするために別の音源を用意しました。
アタック部分ではどちらも同じ様な感じで歪みますが、その後の歪みの密度（歪んでいる時間の長さ）に差があるのがわかっていただけるかと思います。

この違いを踏まえてから一番最初のリフ音源を聞き直すと、歪みの質感の差を感じるようになっている方も少なくないかと思います。
実は、2 つの音源を別々に、特にポイントを絞らずに聞いてしまうと、細かな違い（特にアタック部分以外の違い）はなかなか認識できません。

世の中にたくさんある比較動画についても、アタック以外の部分に聞くポイントを絞ってみたり、音声を抜き出して左右に振ってみたりすると、初めは気付けなかった違いを発見できたりします。

プッシュプル有無の違いを解説

省略版（プッシュプル無し）は過大入力に対する歪み処理だけなので、アタックで歪んだ後に歪みがスッと無くなります。これに対して通常版はプッシュプル回路によるクロスオーバー歪みがアタックの後に出てくるので、歪みが伸びているように聞こえます。

上の図はアタックから 0.1 秒くらい後の波形を重ねたものです。プッシュプル有り（青色）の方が明らかに波形の変化が細かいのが分かります。

クロスオーバー歪みとは

プッシュプル回路では +/– を別々で増幅してから足し合わせます（クロスオーバーさせます）が、継ぎ目付近が少なからず歪んでしまい、これをクロスオーバー歪みと呼びます。

ちなみに、AB 級（Class AB）と呼ばれる真空管ギターアンプは、音量が小さい内はクロスオーバー歪みが出ない A (A1) 級、音量が上がっていくと B (B1) 級、さらに上がっていくと過大入力側も歪む B2 級で動作するように設計されています（B2 級でも動作するので、正確には AB2 級と分類されるようです）。

今後のアンプモデリングについて

キャプチャー系アンプシミュレーターの躍進で、キャプチャー系であればコンテンツをユーザーが無限に作ってくれる時代になりました。
コンテンツ勝負では、モデリングによるアンプシミュレーターでは相手にならないのは明確ですので、今までアンプモデリングをメインとしてきたメーカーが、今後どういう方向を目指していくのかは気になるところです。

↓ で Neural Amp Modeler のキャプチャー精度を検証しました。スナップショット（固定のセッティング）にはなりますが、実機の再現度についてはモデリングでは太刀打ちできない領域に達しているようです。

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