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Pure Digital Audio

デジタルオーディオ、ホーンスピーカー、真空管アンプによるピュアオーディオシステム

ノウハウの集大成2(電源の絶縁について)

下記は昨年9月に書いた記事だが、この内容は今でも正しいと思うし、PCオーディオにとっては最大級に大事なことの一つだと思う。

最初、私は機器を絶縁するには信号(GND)をトランスなどで絶縁する方が良いのだと思い込んでいた。そうすればパワーアンプにPCなどのデジタル部のノイズが伝わることは無いと思っていた。だが、かないまるさんの記事を読んで大いに驚いた。

それには機器間のGNDは強固に接続し、電源を絶縁すると書いてあったから。最初は意味が解らなかった。だが、良く考えるといくら機器間の信号(GND)を絶縁しても、電源とGNDとの間に浮遊容量があれば結局繋がっているのと同じになってしまうことに気が付いた。それが解るまで随分時間がかかってしまった。

デジタル部の電源を絶縁していないPCオーディオの音は至極窮屈な音に聞こえる。これは電源を通じてGNDがノイズで振られているから。それではデジタル部のノイズを聞いているようなものだ。



昨年9月の記事より

ノイズ源

かないまるさんのページに詳しく書いてありますが、この方が多少わかりやすいかと思い、絵を描いてみました。

そもそもの問題点はそれぞれの機器に信号線(グランド)とAC電源線が繋がっていることです。そこに電位差が生じてノイズの元になります。機器の電源回路は内部のトランスで絶縁されていますから、機器の信号グランドとACラインの間にはかなりの電位差があり、ACラインは機器側の信号グランドから見るとフワフワした状態です。(日によってノイズの出方が違う場合がありますが、それはこのフワフワの程度が違うからです)

ACラインがトランスで100%絶縁されていれば問題ないのですが、PCにはかなり大きな輻射対策のコンデンサーも入っていますので(かないまるさんによると10000PF程度だそうです。)、その間に飛びつきノイズが発生します。これがオーディオ信号線のグランドに流れオーディオの音を悪くします。

これを完全に無くすためにはPCのACラインに絶縁トランスを入れます。いわばPCのACラインを二重絶縁にして完全な ”フワフワ状態" にしてやります。完全なフワフワ状態になれば、機器のACラインと機器の信号グランドとの電位差はなくなり(コンデンサーでショートされているので)ノイズ電流が流れることはありません。これによりほぼ飛びつきノイズを無くせます。

オーディオ機器を電池駆動にすると音が良くなるのは、電池が電源としてのインピーダンスが低いせいもありますが、このACからのノイズの回り込みを無くせるからです。(ACラインがありませんから信号グランドがACラインから引っ張られてノイズを発生することもありません)ですので比較的インピーダンスの高いマンガン電池でも音が良くなるのです。

図ではPCとアンプですが、D/AコンバータなどをPCと同じACラインに繋いだ場合は、その内部グランドがACラインからのノイズで振られ、内部のアナログ回路もノイジーになりますし、さらにクロック回路にジッターなどを発生させるので、時間軸的にも音が悪くなります。

PCなどのノイズ源の大きい機器のAC電源を絶縁して浮かせた方が良い理由をご理解いただけると幸いです。私はこれを理解するのに随分時間がかかってしまったので、ご参考までに。

詳しくは下記をご参照ください。

  かないまるさんの絶縁の説明

これらを理解するといくつかのことがわかってきます。

(1)アナログ系のアンプなどのAC電源を絶縁する必要は無い(へたに絶縁トランスを入れると音が悪い)
(2)信号ケーブルは太くてインピーダンスの低い物を短く使うのがよい。どこか1箇所グランドの基準を作って
   (プリアンプになるのでしょうね)色々な機器をそこに繋ぐのがよい。
(3)PCは絶縁トランス無しで使うなら、ノートブックを電池駆動で使った方がよい
   (これは間違いだった。ノートPCは内部にスイッチング電源を持っているからノイズ源を抱えている)
(4)PCやD/DコンバーターのACアダプタなどスイッチング電源を使った機器は
   1台1台別個に絶縁する必要がある。(うーん頭が痛い)
(5)絶縁無しで使っていると、日によってノイズ量が変わるのが理解できる
(6)オーディオ機器を電池駆動にすると音が良くなる理由は二つあって、
   ひとつは内部抵抗の低い電池を使うと電圧変動が少ないから(パワーアンプなど)
   もうひとつはACラインからのノイズの飛びつきがなくなるから(内部抵抗の高い電池でもOK)
(7)D/DコンバーターのACアダプタから来るDC9Vラインが線が細くてノイズに弱いのが理解できる



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Author:cocoパパ
 30年前の本当に楽しかったオーディオを取り戻しませんか?自分でいろいろなことをやってみて、どんどん良い音を探していた楽しいオーディオを。最近は色々な技術がメーカーのノウハウになってしまって、ちっともオーディオがたのしくありません。自分で作り上げられる楽しいオーディオを取り戻しましょう。


また、
オーディオは総合技術・芸術だと思っています。スピーカー、アンプ、音源(PCやD/Aコンバータ)、電源、部屋、音楽など全てがうまく整って初めて良い音で鳴るようになります。一朝一夕に実現出来ることではありません。


つまりオーディオほどハードルの高い趣味は無いと思います。車と違い、いくらお金を出しても買ったとたんに良い音がでることはまずありません。いかに使いこなすかは買った人ががんばるしかありません。そんな事に役に立つノウハウを書いていけたらと思っています。
  
ここでは、私が知ったいろいろなノウハウを公開したいと思っています。

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