アンプ回路におけるフィードフォワード - オーディオアンプとシミュレーション

　フィードフォワードは歪み打ち消し技術の一種です。

　この記事はラムダコンさんのページを参考にしています。

　次のような回路を考えます。

　SEPPのソースフォロアが本体です。バイアスを低めに設定して、C級動作に設定しています。オペアンプは差動増幅回路を構成しており、C級フォロアの入出力間電位を1倍して出力します。

　正弦波を入れて過渡解析を見てみます。

　V(o)が出力波形で、かなりクロスオーバー歪みが出て歪んでいることがわかります。V(n011)がオペアンプの出力です。

　次のように接続し直します。

　Add Trace→Expressionで負荷抵抗の両端電圧を見ても良いのですが、負荷電流を見た方が簡単です。

　波形はまともに見えます。FFTを見ると、まあ高調波が-100dBくらいで残っているといえば残っているのですが、それでもかなり打ち消されているであろうことはわかります。

　というのがフィードフォワードの効果で、原理としては誤差信号を出力に逆相で加算しているだけです。うまく行けば歪みを0にできます。

　こうして見ると素晴らしい効果があるようにも思えますが、

　特に補正アンプの出力インピーダンスに起因する歪みに関してはフィードフォワードは無力

　元のアンプが低歪みであればあるほど、フィードフォワードを使う意義が薄れる

　なかなか現実は厳しいというのが率直なところで、あまり採用例はないようです。

　一応、サンスイは製品化したようですね。ただ、単なるフィードフォワードではないようです。

　NFBは原理的に、高域になればなるほど帰還量が減少し、歪みが顕在化します。フィードフォワードはそれより多少高い周波数まで有効に働くので、その改善を期待したようです。

　そんな可聴域外のようなところで多少歪み率を下げて、どこまで意味があるのか？　は疑問ですが……。サンスイもこの後はフィードフォワードは捨ててBTLに走ってしまいましたし。

　実用的にはNFBの方が有効な場面が多いと思いますが、技術的には面白いと思います。

　スーパーフィードフォワードについては更に検討しました。こちらの記事を御覧ください。