オルタネーターノイズの撲滅（グランド・ループ・アイソレーター）

ヘッドホンアンプ投入でAUX再生時のかなりの音質向上を果たしたルーテシアのMedianavですが、アンプの電源を車から取ったために静かな音楽を大音量で聞くとオルタネーターノイズが聞こえることがありました。
電圧レギュレーター回路の二階建てでかなり収まったのですが、この前車のビビリ音撲滅に成功してから気になり始めてしまったので、もう一度オルタネーターノイズの抑制を考えることに。
一番簡単なのはアンプの電源をモバイルバッテリーにすることですが、この猛暑の中高温になる車内にリチウムイオン電池（それも12Vも取れるようなものだとかなり大型）をパネル内に置くというのは超怖いので、次点としてはバッ直か6000円くらいの大きなキャパシターを挟んでやるかということを考えていたのですが、どうも大掛かりでやる気が出ない。
エンジンルームに余計な配線したくないんですよね、ただでさえルーテシアRSのエンジンルームはぎちぎちなので・・・

で、悩んでいたんですが、そもそもこのオルタネーターノイズってなんなんだろう？
というそもそも論から。

ノイズの現象としては、アクセルに連動してスピーカーから流れる「ヒューン、ヒュイイイーーン」というような音になります。これが、一般的にオルタネーターから来ると言われるオルタネーターノイズです。

オルタネーターというのはエンジンの運動エネルギーを電力に変える発電機の役割を果たすもの、という理解でいいんじゃないかと思います。走行中にバッテリーを充電してくれる頼もしいやつです。

エンジンの動きと連動するので、アクセルペダルを踏み込んで回転数を上げると出力も上がるのでしょう。回転を電力に変えているので、発生する電力にはムラが発生します。そのムラが増幅されてスピーカーから出てしまっているのがオルタネーターノイズというわけです。

しかし、普通に使っている分にはオルタネーターノイズというのは発生しません。
たとえばMedianav（ルーテシアのオーディオコンソール）でUSBで音楽を聴いてもノイズは入りません。

どういうときに発生するかというと、たとえばスマホをシガーソケット給電してイヤホン端子からAUXでMedianavに入力したときです。エアコンを使っていたりするとオルタネーターが元気に活動するからかエアコンの動作のせいか、ノイズが大きくなります。

僕の場合は音楽再生時スマホは車からは充電せずバッテリーで駆動するのでよいのですが、アンプの出力にノイズが乗ってしまっています。

車の電装品というのはGND（マイナス）が車体でアースポイント（マイナスを取るポイント）はそれぞれ違います。その各アースポイントで微妙な電位差が発生するからそこに電流が流れてしまい、その電流のノイズが増幅されてノイズが聞こえる、という説明が一般的にされています。これをグランド・ループあるいはグランド・ループ・ノイズと言います。

これを解消する（解消できると期待される）方法はいくつかあります。
1．車体からアンプ（スマホ）の電源を取らない
2．オーディオ系は全部バッテリー直（バッ直）、あるいは間にオーディオキャパシターを経由して駆動する
3．オーディオコンソールとGNDを同じにする
4．定電圧レギュレーターで電圧を一定にする
5．グランド・ループ・アイソレーターを使ってグランドループを無くす

1．は最初に説明したとおり、危ないので却下
2．はアンプだけならまだしもMedianavはGND入力線も一本じゃない（イグニッション連動とか常時とかいくつかある）ので（僕には）無理
3．やったがGNDの線電源線がIGN,ACCなど複数あることが原因なのか解消せず
4．定評のある電圧レギュレーターを2階建てで噛ませた。かなりの効果は得られた（1階建てと2階建てはあんま変わらないw）が、撲滅には至らず

というわけで、僕には5．が残されていました。残されていたと言っても上から順に情報を得ていったので、グランド・ループ・アイソレーター（以下GLI）のことを知ったのは最近です。

GLIの原理や回路図などはこちらが詳しいです。

自作も楽しくできそうなくらいシンプルなものですが、1000円くらいで売っていたのでそれを買いました。

Medianavのフロントカバーをがばっと開けて、アンプからの出力とMedianavのAUX端子へのLINE入力の間に噛ませます。


Medianavの本体の下の空きスペースにいろいろ入れています。こんなごっちゃごっちゃになっている人は他にいないと思いますが・・・

効果はてきめんでした。音量を上げたときに音楽の無音状態が来たりすると目立っていたノイズが一気に消えました。
アンプのところでノイズが乗っていたので、スマホ側の出力を上げアンプのゲインとMedianavを下げることでノイズを目立たなくしていたのですが、その必要がなくなりました。

大変よろこばしいです。
喜ばしいのですが・・・音質にクリアさが無くなったというか、アタックの刺々しさが丸くなってしまったというか、そんな感じがしていてちょっと不満も出てきました。

やはりLi-ionモバイルバッテリーでアンプを駆動したときが一番音が良いです。

ただ、イコライザである程度調整が効くかもしれないと思いいろいろ試してみています。ベースのノイズが無くなったことで全体としては明らかにいい方向へ向かっているので、FLACやDSDなどのハイレゾオーディオを試す余裕も出てきました。

それについてはまた後日エントリーにするかも知れません。

(2018/09/17追記)
半月使いましたが外しました。ノイズは激減したのですがせっかく良くなった音場の広がりがなくなってしまい、これではBTで繋いでも大差ないので・・・やはりろんすーさんの案で元からノイズを断つしかないのか・・・