ＰＣスピーカとしてのアンプ内蔵スピーカのレポート
●経緯
パソコン（日立Prius AR35L）の液晶ディスプレイの内蔵スピーカで音楽を聴くと聴くに耐えないものがあり、アンプ内蔵の小型スピーカを接続することにしました。
パソコンデスクの上となると大きさの制約がありますし、仮に無理して大きなスピーカを置いても常にでかい面されていては圧迫感にもなりますし、またパソコンデスクと別の所に置いたのでは音の定位で違和感を感じることになります。
最初に購入したのはオンキョーのＧＸ−２０ＡＸで、サイズは90mm（幅）、169mm（奥行）、165mm（高さ）となっています（メーカのＧＸ−２０ＡＸのページ）。
確かにずっと良い音にはなりましたが、使っているうち音が今ひとつという感がどうしてもしてきて、下の写真１のトールタイプのエルパのSPU-107に替えました（メーカのＳＰＵ−１０７のページ）。
しばらくそれを使っていましたがそれも今ひとつ感があり、そのＳＰＵ−１０７のキャビネットの容量を増大させる改造を施しました。
またＳＰＵ−１０７の右スピーカに内蔵されていたアンプは抜き出して独立したステレオ・アンプにして、低域のブーストと２系統の入力のミキシング機能をつけ加えました。
このページを書き始めたときは単に製品レポートのつもりでしたが、次第にＳＰＵ−１０７の改造レポートの様相を帯びてきています。
以下の音声データ（ＭＰ３）の１〜７はそれぞれのスピーカの音をマイクで録音したもので、スピーカに続いて使用アンプが記載されています。
８は参考のためマイクではなくＣＤプレーヤのLINE
OUTをパソコンのLINE INに直接入力して録音したものです。
いずれも曲はカンツォーネの「アル・ディ・ラ」 （歌ベティ・クルティス）の冒頭部分で、音源は同一のＣＤプレーヤで、アンプのトーン・コントロール（８では関係なし）は中間にした状態です。
聞き比べるのはヘッドホンが良いでしょう。
なお、あまり良い録音環境とは言えませんしモノラルでもあり、これでスピーカの性能そのものを評価するわけに行きませんが、とりあえず各スピーカの差は出ています。
１ ディスプレイ内蔵スピーカ ディスプレイの内蔵アンプ
２ オンキョー GX-20AX GX-20AXのアンプ
３ エルパ SPＵ-107 SPU-107のアンプ（作業ミスで始まり部分が少し欠けています）
４ 改造したSPＵ-107 SPU-107のアンプ
５ 改造したSPＵ-107 改造SPU-107のアンプで低域ブースト
６ 改造したSPＵ-107 GX-20AXのアンプ
７ AURATONE 5CTV（一辺約２０ｃｍの正立方体、２wayバスレフ式）
SPU-107のアンプ
８ LINE OUT
●エルパ ＳＰＵ−１０７
写真１
ＳＰＵ−１０７のスペックでは110mm(幅)×138mm(奥行)×372mm(高さ)となっていますが、110mm(幅)というのは台座の幅のことでスピーカ本体の部分はさらに細くて90mmとなっていて、つまりＧＸ−２０ＡＸと同じということになります。
ディスプレイの両サイドに置くと写真１のようにスペースの収まりが良いものがあります。
またスピーカの位置が高くてディスプレイの前に座った状態でほぼ耳の高さになり、指向性の強い高音や音の定位など良好なものがあります。
音質はかなり良く、サイズ、価格（ヨドバシカメラで５９８０円）とのトータルバランスでパソコン用スピーカとして良いセレクションのひとつかと思います。
ただし背面バスレフですので、スピーカの背後は適当な隙間を持って音を良く反射する硬い壁のようなものが望ましく、設置環境に音が影響される点ではＰＣスピーカ向きとは言えない面もあります。
また、デザインはあまりセンスが良いとは言えない感があります（価格からして当然のことですが一見高級感のある表面の木目模様はイミテーションです）。
トーン・コントロールは「BASS・TREBLEコントロール」となっていますが、実際に音を聴いても低域に影響はない感じですし、基盤の回路を追ってみても（コンデンサを介した可変抵抗がＧＮＤに繋がっているだけ）高域を変えるTREBLEに他ならないようで、そうすると表示に偽りありということになってしまいます。
ＳＰＵ−１０７を通常のスピーカとして別のアンプで駆動させたり、ＳＰＵ−１０７のアンプで別のスピーカを駆動させてみる実験は比較的簡単に行えます。
内部のアンプ回路とスピーカは赤と黒の２本の線で繋がっていて、黒い方は左スピーカを接続する黒い端子と共通ですので、赤い線だけ切断して切断箇所に接続した２本の配線を外部に引き出せば良いことになります（もっとも、赤い線を引き出す作業を行うために長さにあまり余裕のない黒い線も１度外す必要がありました）。
先の音声データの４、５、６は同一のスピーカで別のアンプになっていますが、ＧＸ−２０ＡＸのアンプは低域がかなりブーストしてあり、ＳＰＵ−１０７の方は普通のアンプのようです。
●たかがＰＣスピーカ？
それでＳPU-107で満足できたかというと、そうとは言えないものがあり、「たかがＰＣスピーカ、１万円以上も出せるか」という感覚が間違っていたようにも思えるものがあります。
もちろん人それぞれという面はありますが、ＣＤやカセットの音楽をパソコンのハードディスクに入れてジューク・ボックス状態になると、たまにしか使用しないオーディオ製品より音楽を聴く稼働率がずっと高くなるものがあります。
つまり”たかがＰＣスピーカ”で購入しておいて、いつの間にかオーディオ製品に準じる位置づけになる形で、安くて良いスピーカはまずありえず（高くて悪いスピーカはありえますが）、多少は奮発しておいても損はしないものがあるかと思います。
ある程度の音となると価格だけでなくサイズもこれよりひと回り大きいことが必要と言えそうですが、店で聞いた中ではボーズのＰＣスピーカが印象的で、サイズからして想像できなような低音が出ていました（もっともそこそこの低音が良く《あるいは過剰に》出ているのと本当の重低音が出ているのは別で、確認はしていませんがたぶん前者だと思います）。
それでどこか音が不自然なのかというと、少なくとも私が聴いた範囲ではそのようには感じませんでしたが、人により評価が大きく分かれるものがあるようでもあります。
●アンプの消費電力
オーディオ・マニアは音に関して金に糸目はつけず電気代などせこいことは気にしませんが、パソコンの周辺機器となると話が違ってくるものがあります。
オーディオ・アンプは物によってはかなり電力消費が大きいことがあり、例えば高級なオーディオ・アンプをパソコンに繋げて長時間使えば知らない間に少なからぬ電気代を支払うことになりかねません。
アナログ・アンプ（普通ディジタル・アンプとわざわざ表記していない限りアナログ・アンプです）の消費電力は出力の大きさと関係があり、大出力（大きな音）を送出したときに大きな電力を消費するのは当然ですが、同じ出力でも大出力のアンプの方が大きな電力を消費します。
大きな音を出す必要がなくても大出力のアンプの方が余力があって音の歪みが少なく一般にアンプの出力が大きいことは良いこととされますが、省エネのことを考えると必ずしもそうとは言えないものがあります。
図１
図１のように電源電圧Eが供給され、出力電圧Aのブラックボックスでアンプを考えます。
Aは無音のときE／２程度でそれに音声波形が重なって送出され、コンデンサで直流分がカットされてスピーカを駆動します。
Aの振れる範囲は０からEでこれ以上は無い袖はふれないことになり、つまり大出力のアンプということは電源電圧Ｅが高いということになります。
ｉ１の方向に電流が流れるとき、電力は電圧×電流で（Ｅ−Ａ）×ｉ１、ｉ２の方向のときはＡ×ｉ２だけの電力がアンプ内で消費され熱になり（後者を賄うのはコンデンサに溜まった電気ですが、その電気の元はｉ１方向のときに電気代を払って充電されていることになります）、同じ大きさの音でスピーカを駆動しても電源電圧Ｅが高いほどアンプ内で消費される電力が増加することになります。
以上は原理的に最低限消費される電力で、実際はこれにスピーカに流れずアンプ内部を貫通する形の電流が加算されることになります。
ＳＰＵ−１０７の電源電圧Ｅを測定してみたところ２８．５Ｖ程度でした。
アンプで消費される電力の殆んどはスピーカを駆動するＩＣ（LM4755T）で発生すると思われ、このＩＣは金属製の裏蓋に取り付けられていてそれを放熱板としていていますが、無音や普通に聴く音量では裏蓋に触っても僅かに暖かい程度です。
実際に加算される消費電力はもうひとつあって、ＳＰＵ−１０７はＡＣアダプタではなく電源回路内蔵で電源トランスがスピーカ内にありますが、これに触ると無音時でもかなり発熱していて、アンプ本体より消費電力の主役はこちらと目されます。
アンプの省エネ対策として電源電圧を下げてしまうことが考えられます（もちろんメーカの保障の範囲外で自己責任になります）。
ＳＰＵ−１０７のＡＣ１００Ｖへのコンセントを抜いて、全波整流のダイオード・ブリッジの出力部分（つまり整流されて繋がっているコンデンサで平滑されて直流電源となるところ）に外部から直流電源を供給して（繋がったままでもダイオード・ブリッジでトランス側へは電流が流れません）、電源電圧を変えてみる実験を行ってみました。
１２Ｖとかでは正常動作しませんでしたが、１８Ｖのプリンタ用のＡＣアダプタを繋げてみたところ通常使用する音量で特に音質の劣化は耳につきませんでした。
このＡＣアダプタから流れる消費電流は無音時には２５mＡ程度と僅かなものでした。
電源に入っている大きなコンデンサ（２２００μＦ）の突入電流と思われますが、この測定で電流計として入れたテスターのヒューズをひとつ飛ばしてしまい、最初にテスターをショートさせておいてから離すようにするとテスターに突入電流が流れることを避けることができます。
適当なＡＣアダプタを使用する場合、使用時の電流は定格に収まっていても、電源投入時の大きな（正確には「大きな」というよりは「時間的に長い」ですが）突入電流がそのＡＣアダプタの使用条件として想定の範囲外ということはありえて、要注意ということになるでしょう。
電圧が一定で電流を測れば済む直流と違って、ＡＣラインの消費電力は簡単に直接測れずＳＰＵ−１０７の全体の消費電力の定かなことは分かりません。
ＳＰＵ−１０７の裏蓋には「定格消費電力３０Ｗ」とありますが、通常の音量で聴く限りでは直流電源のアンプ部分で大きな電力を消費している様子はありませんし、発熱から見当をつけるならば（全ての損失エネルギはけっきょく熱になります）、殆んどは電源トランスの損失でそれも大したものではないようです。
このアンプの省エネを図ったところでデスクトップパソコン全体の省エネとしてはあまり意味がなさそうで、その閑があったらパソコン本体やディスプレイ、あるいはハードディスクなどを小まめにスタンバイ状態にするとか省エネを心がけるべきということになるでしょう。
●ＳＰＵ−１０７の改造
写真２
ＳＰＵ−１０７は悪くはないけれど今ひとつという感があり、けっきょく改造することにしました。
私のパソコンデスクの環境ではＳＰＵ−１０７のキャビネットの幅が９０ｍｍと細いのは捨てがたいものがあり、その一方で奥行きの方はかなりゆとりがあります。
この空いている奥行きのスペースがもったいない気がして、写真２のように奥行きを１４０ｍｍ拡張する改造を施しました。
これでエンクロージャの容積が倍以上になります。
無難なところでバスレフ型から密閉型としましたが、低域に関しては容積増大で充分オツリが来ています。
図２
１ 元の部分
２ 追加拡張したエンクロージャ
３ バスレフポートを塞ぐ板
４ カーボンハット
図２は改造したスピーカを示す横から見た断面図です。
１の元の部分の後ろの板の下部分の穴は、アンプが内蔵されている右スピーカの方はアルミ製の裏蓋を取り付ける所として最初からありますが、左スピーカの方は一枚板で密閉されていますので右スピーカと同様な形になるように切り取りました。
なお、図２では省略してありますが、右スピーカはアンプを抜き出して純粋なスピーカにしましたので、前面のボリューム等の穴も塞いであります。
通常（中高級品の）スピーカの内壁には吸音材が貼り付けてありますが、４のカーボンハットという商品（メーカのページ）はスピーカの後ろを吸音材で覆ってしまってそれに近い効果を得るというものです（オリジナルのＳＰＵ−１０７では吸音材はありません）。
キャビネットの幅が狭くスピーカの後ろを覆いにくく、また残っている後ろの板で見えにくく手が届かないこともあり、後ろにつけるのは諦めました。
バスレフポートの穴は３の板で塞ぎましたのでスピーカを包含する小空間ができることになり、これをカーボンハットで塞ぐことにしました。
なお、カーボンハットの材質は導電性ですのでショートに要注意ということになります（裁断作業をする場合は導電性の埃というのも気持ちの良い話ではありません）。
付け加える部分には厚さ９ｍｍのＭＤＦ材を用いました。
これは細かいチップ状の木を接着して板にしたもので、一見していかにも安っぽくそしてまた実際安いです。
安物で良いというよりはスピーカにはむしろ適しているようでスタンダードに用いられています。
東急ハンズでは購入した木材等の切断の注文ができ、右スピーカは自分で鋸で切断しましたが左スピーカはやってもらいました。
結果としてピタリと合わさって左スピーカの方が見た目が良いです（ピタリと合わないところは接着剤を大めにつけて隙間が生じないようにしてあります）。
板が安いだけに加工料の方が材料費より高くつきますが、スピーカ１個あたりで３００×９１０ｍｍの板が３２５円、加工代が４１６円でした。
結果として前より低域が出るようになっただけでなく、全体的に音がずっと良くなった感があります。
ＳＰＵ−１０７のアンプを用い、ソフトのグラフィック・イコライザで低域を上げた状態でかなり良い線行っているように思います。
なお、ＧＸ−２０ＡＸのアンプは低域がブーストしてあり、それで良い組み合わせかというと、音がしっくりしない違和感があります。
箱を作って後ろに付ければ良いだけということで改造作業に取り掛かりましたが、１からスピーカを自作してもそう大変なことではない気もします（前の部分は体裁良くとなるとそれなりに手間がかかりそうですけど）。
意外とスピーカは素人が適当に作ったものでも結構な線の物ができるようでもあります。
●ＳＰＵ−１０７のアンプに低域ブースト機能を加える
スピーカを改造するとまた欲が出てきて、スピーカに出せる低音は絞り出してみたくなるものがあります。
Media Playerとかソフトのグラフィック・イコライザはあまりブーストすると音が崩れてしまいＳＰＵ−１０７のアンプで適当と思えるところまで上げることができませんが（低域以外を下げてつまり全体の音を小さくして相対的に低域を大きくするという手はあります）、長らく押し入れの中で眠っていたグラフィック・イコライザを繋げて低域をブーストしてみるとなかなか良い感じでした。
それにしてもＰＣスピーカのためにグラフィック・イコライザを常設しておくのも変な話ですし、アンプに低域ブースト機能を付け加えることにしました。
スピーカとアンプの改造がセットになりオリジナルのＳＰＵ−１０７に比べると音が２、３ランク上になった感があります
写真３
図３
写真３はＳＰＵ−１０７のアンプの回路基盤です（電源と出力アンプ部は別の基板にあります）。
中央にあるＩＣは２回路入りオペアンプNJM4558Dで、黄色い矢印の２つの１０ｋの抵抗はその帰還抵抗です（赤と青の矢印はここでは関係ありません）。
この値でゲインが定まるので、図３のように抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１を付け加えて低域をブーストするようにしました。
ＳＷ１で追加回路の有効と無効が選択ができるようにしました。
ブーストする量はＲ１で（という考え方ですが、実際のところある程度以上はいくら大きくしても大勢に影響なくなります）、周波数はＣ１で定まるわけですが、Ｒ１は４７ｋ、Ｃ１は０．０４７μＦの前後あたりが適当なようです。
Ｃ１とＲ１は簡単に替えられるように（あるいは微調整で複数の抵抗やコンデンサをパラにできるように）ＩＣソケットに挿し込むようにしました。
なお、Ｒ１を１００ｋ程度の２連の可変抵抗にしてバス・コントロールの形にすることも考えられます。
前の音声サンプルでは低域ブーストの効果があまり良く出ていませんでしたが、録音環境が前よりマシになりましたので以下の３つの音声サンプルを付け加えます（これを録音したときＣ１は０．０３３μＦ、Ｒ１は４７ｋでした）。
曲はありがちな引っ越しで梱包したままの開かずのダンボール箱の中で長らく眠っていたカセット・テープの中にあった「別れの磯千鳥」（歌 エセル中田《らしい》）です。
１と２はスピーカをマイクで録音したもの、３はカセット・プレーヤのライン・アウトをパソコンのライン・インに接続して録音したものです。
１ 改造したSPＵ-107 低域ブースト・オフ
２ 改造したSPＵ-107 低域ブースト・オン
３ LINE OUT
●ＳＰＵ−１０７のアンプに２系統入力ミキシング機能をつけ加える
ボーズのＰＣスピーカの記述で２系統の入力のミキシング機能のことを見かけましたが、あると結構に便利そうでもあります。
バック・グラウンド・ミュージックをパソコンで演奏させているときにパソコン操作で音が途切れることがありますが（パソコンが重労働に入ったのでしょう）、外部機器で音楽演奏させていればこういう問題はないことになります。
パソコンと外部機器からの音声のミキシングということならパソコンのライン・インに外部機器を接続することでもでき、これはおそらくＣＰＵの負担も殆んど無いと思いますが、パソコンの電源を落としたりスタンバイ状態にすると動作しなくなってしまい、音楽を聴くためだけにパソコンを動作させておくという状況も美しい話ではありません。
図４
前の写真３の赤い矢印は入力端子に繋がるコネクタで（写真の右側が右入力、左側が左入力）、ここから回路を追っていったのが図４で、青い矢印のオペアンプの入力端子に繋がっていました（ＩＣの３Ｐが右、５Ｐが左）。
この回路をソックリまねしたものをもうひと系統作成して青い矢印のところで束ねる形で接続すれば良さそうとあたりをつけ、ブレッド・ボードの仮配線で動作確認をしてから回路を作成しアンプに付け加えました。
ミキシング回路としてこれで完璧といえるかどうかは全回路を解析したわけでもありませんが、音を聴く限りは問題なく２系統からの音声が重なっていますし、仮に相互干渉で多少音質が劣化することがあるとしたところで、２つの音楽を同時に聴くことなどありえず、普通はどちらかは無音です。
もっとも片方が動作していなくても入力インピーダンスに影響することはありそうですし、そもそも余計なものが繋がっていて音に良い影響があるはずがなく、オーディオの王道からするとミキシングというものが邪道ということになるでしょう（少々邪道でも便利を取りたくなるのがＰＣスピーカというあたりかと思います）。
・ミキシングの裏技
ひとつのスピーカで音楽を聴いてスピーカの評価チェックを行うときなど、ステレオの片方のスピーカだけ鳴らしたのでは音楽として変で、このようなときはモノラルの方が良いことになります。
例えばＲだけアンプの正規の端子に接続し、Ｌの方はＲに入れ替えてミキシング端子に接続すれば、ＲのスピーカからＲとＬがミキシングされてステレオの音楽ソースをモノラルで鳴らすことができます。
「２つの音楽を同時に聴くことなどありえず」と前に書きましたが（文章の位置が前だけでなく書いた時も前で、この裏技はまだ思いついていません）、モノラル化はミキシングされた音楽を同時に聴くことに他ならず、実際にそのモノラルの音を聴いても特に音質の劣化は感じません。
―――――――――――――――――― 追記 ―――――――――――――――――――
●バスレフ式にする ２００５年７月１２日
写真４
写真４のようにバスレフ式にしてみました。
容量増大の改造をするときに一緒にバスレフ・ポートの穴を開けておけばどうということもなかったのですが（穴を塞げばすぐに密閉式に戻すこともできます）、後で穴だけ空けると木屑がスピーカから取り出せなくなってしまいますので、正面の板の下部分を切り取って、新たに作製した穴のある板を取り付けました（この切り取り作業を行う人がいるとも思えませんが、右スピーカの方は釘があるので鋸にとって要注意です）。
もうひとつには明るい色の木（ファルカタ材）でデザイン的にアクセントになるかと思ったこともあります。
穴の直径は３０ｍｍでこれに紙を丸めて作製した筒（内径２７ｍｍ程度）が差し込んであります。
筒の長さは５０ｍｍ〜７０ｍｍというあたりが適当なようです。
取り付けた板は取り外すことができるようにすることと、密閉を保つ意味もあり両面テープで止めました。
両面テープは音の振動に対してクッションなってしまうようでもありますが、バスレフ・ポートからの音は筒の中の空気の振動で、さほど板がしっかりとホールドさえている必要は無いのではないかと思います。
バスレフ・ポートはカーボン・ハットで塞いだ空間の下にあり、バスレフの効果を考えると減衰することになります。
バスレフ式にしたSPＵ-107の音声サンプル
録音状況
使用マイク audio-technicaのＡＴ９８６０ステレオ・マイク
マイク・アンプ 前回ハム音が耳についたので電源に手を加えた
バスレフ・ポートの筒長 ７０ｍｍ
アンプの低域ブースト オン
図３のＣ１ ０．０４７μＦと０．０３３μＦをパラレル（つまり０．０８μＦ）
スピーカの音を録音した上の音声サンプルの曲は前と同じく「別れの磯千鳥」としましたが、使用マイクは今までと異なる物で録音状況が同じとは言えません。
●アンプのコンデンサの容量増大 ２００５年７月２１日
写真５
図１のスピーカに繋がっているコンデンサは直流はカットして交流は素通りさせようというものですが、事実上そのように機能するのは周波数に対して充分なコンデンサの容量がある場合です。
コンデンサの容量が充分でないと周波数が低くなるにつれ素通りではなくなってきて、低音が減衰することになります。
ＳＰＵ−１０７のアンプでは２５Ｖ耐圧の４７０μＦの電解コンデンサが使われていますが、低い周波数に対して充分と言える容量ではなく、１０００μＦの電解コンデンサをパラレルに追加しました（元と足して１４７０μＦ）。
写真５は基板の裏面につけたこの２つの電解コンデンサです。
実際に低音をスピーカから送出させながらこのコンデンサを付けたり外したりすると明らかに音の大きさが変わりました。
もっとも、このコンデンサの容量をやたらと大きくしても低音の出ないスピーカでは大勢に影響無しということになります。
元々２５Ｖ耐圧のものがついていたところには２５Ｖ耐圧のコンデンサをつけるのが筋ですが、たまたま手元にあったのが１６Ｖ耐圧のもので、電圧を計って１６Ｖには達っしていないことを確認してからつけました（収まっても余裕が小さいのは良い回路設計ではありませんけど）。
なお、電解コンデンサは耐圧オーバで使用すると単に壊れるだけでなくパンクして飛び散る被害をこうむることになります。