いっちィーのブログ一覧

サンスイ　ST-71 ライントランスを使用して、ラインアイソレーターを作成、リアスピーカーからノイズが出ていたのを対策しました。

本日、車両にAlpine MRV-T300改アンプと共に仮設置して動作確認しました。
わざわざ調査・対策・測定して取付したのですから、当たり前のごとくノイズ消滅して動作も良好です。
これは思い付きでやっているのではありません。

後ろ座席前に仮設置して動作確認しました。



ボボボというノイズは出なくなりました。フェーダーでリアに振ってサチるまでボリュームを上げましたがさすがにST-71ですから音量を70%程でサチってしまいます。実用音量(それでもデカイですが)では全く問題ありません。

音量を上げていくと低音が弱い様に思えます。低音は一発のサブウーハーの方が定位的にも良いと思います。リアドア低音化も考えたのですが、左右では位相がおかしくなると思います。低音の位相ズレはぽわーんとなりスピード感が無くなります。耳に到着する音がズレてしまって音を打ち消したりダブったりしますので。サブウーハーはMONO一発に限ります。



ライントランスによりゲインが低くなるのですが、アンプのブリ部の増幅率を6倍から11倍に変更(元々ゲイン調整出来るようにしていました)。
前後のフェーダーですがフロント1からリア側に2でバランス取れました。



スピーカーが国産のお安い16cmのものですので、フロントのドイツ製の13cmのHelixとは大違いです。低音はドイツ製が良いような気がします。
多分スピーカー側が定格50Wの出力に耐えられないと思います。
スピーカーのスペックはたしか定格40W MAX140Wだったかと。

スピーカーは海外製の良いものに交換したいです。

ST-71ライントランスにて作成したラインアイソレータ―ですが、電圧低下のロスが結構ある事が分かりました。A型ボリューム9時の所がアイソレーターを経由すると11時の所で同じ音量になります。

これをそのまま車に付けて使用できるか、PCMレコーダーに録音して波形から調査してみることにしました。

CDから1分程度の曲を、アイソレーター有り無しで録音して波形編集ソフトでレベル・スペクトル分析・詳細な波形の変化を調査しました

レコーダーはTASCAM DR-40 44.1kHz/16Bit ライン入力+4dBです。
業務用レコーダーなので16Bitの0dBが+4dBとなります。
つまり、ピークVとして1.23V位をST-71に入力することになります。
データシートでは+6dB(1.55V)付近が限界らしいので、80%位の電圧という事です。

上の波形が直接録音、下の波形がアイソレーターを通して録音



過大入力(ピークアウト)しない程度で録音したもので、その波形全体のレベル等を表示できます。今回の使用ソフトはSoundForge10 PROです。音楽ファイルの波形編集ソフトですが、基本的な機能としてはSoundForge5.5から変わってません。
16bitから32bitに変わったのと、プラグインソフトが増えたことぐらいでしょう。



最大サンプル値がLで-3.792dB Rで-3.262dB これが基準になります。
このレベルと比較することになります。
次がラインアイソレーターを経由し録音したものです。



最大サンプル値がLで-10.803dB Rで-10.404とかなり低くなりました。
波形も上下に並べてます。
アイソレーター有り無しの差ですが、Rで7.011dB Lで7.142dBで約7dB低いことが判ります。倍率に換算すると5倍になります。

現在MRV-T300改の増幅率は6倍～7倍ですからプラス5倍が必要で、オペアンプ倍率を最大の11倍にしましたので、ちょっと足りませんが電圧低下分は前後のフェーダーで補正できる程度だとは思います。

参考までに波形をどちらもノーマライザー処置をしてピークを0dBに合わせました。その波形がこれです。
※上の波形でカーソルが中央付近にありそれは波形の一部ではありません。



レベルを揃えるとほとんど変わらないですね。次にそれぞれのスペクトル波形を表示させました。1分の演奏の周波数分布です。

ラインアイソレーター無しの場合



ラインアイソレーターを通した場合



周波数的にはほとんど変化が無いですが、ノーマライザーの影響かラインアイソレーターを通した方がレベルが上がってます。これは多分ですが、アイソレーターを通してアタック部分だけが減衰し、そのままノーマライザーしたので逆に他の部分がレベルが上がったためと思われます。ソースはCDとして最も音質を追求した時代のものです。いたずらにピークを潰してません。

話は逸れますが、現在のCDは16Bitの制限で如何に音をデカく聞こえさせるかが流行りでリミッターでピーク値はほとんど潰しています。クラシック以外なら音質・ダイナミックレンジはかなり狭くなってます。

私もフィギュアプログラム編集では他の地域に音量で負けないように、そういう処置もしています。ですが高価な機材使用と技で手間を掛けつつも音質も維持して、音量も大きくとバランスは取ってます。それとリンクの音響特性にも合わせています。リンクは体育館みたいに残響が長く、中低音部分にピークがあります。なるべくタイトに仕上げます。

要はこれ位のゲインだとほぼ特性的に変わらないのだと思います。
只、これ以上のレベルを入れるとどうなるのかは試してません。
参考程度の測定結果だと思います。

まぁ上手くいきそうなので、車両に取り付けて聞いてみたいと思ってます。

ラインアイソレーター作成の足りない部材が届きましたので、早速作成しました。

RCAコネクターや抵抗等です。四角い部品はコンデンサーではなく抵抗です。
精度1%のもの。



基板付ケースを利用します。基板にトランスや抵抗を取り付けた所です。



ケースの中に基板がネジ止めできるものです。実際は基板が裏返しに付きます。



樹脂製ケースにRCAコネクターを取付。



作成完了して動作確認中。ノイズ等も無く音の変化も少なさそうですが、
ゲインが落ちていますね。トランス自体は1:1ですが磁力変換ロスと負荷抵抗で入力に対して電圧降下が見られます。アダプター無しでボリューム9時がアダプターを取り付けると11時位まで上げないと同じ音量になりません。



どれ位電圧降下があるのか、また特性も調べてみようと考えています。
オシレーターとオシロでは分からない実際の特性を測定します。

回路図としてはこんな感じで簡単なものです。



【追記】

テスト中に入力と出力を間違って逆に接続しましたら、いきなりノイズが増大し、電流も10A程一気に流れました。

それらの対策として一次/二次側グランドの共有スイッチを設けました。
必要に応じてノイズの発生を見ながら、このスイッチを増設したら良いかもしれません。



接続するソースにも依りますが、二次側のGNDさえも電源GNDから浮いてしまいますからノイズ源にもなりえます。

アイソレーターはトランス式で行くとして、サイズが小さいST-71が使えるのか色々テストしてみました。

業務用のラインレベル+4dBは無理としても、民生用の0dB(0.775V)レベルならいけると踏んだのです。レベルは工夫すればよいとして。

周波数特性が0dB(0.775V)でフラットならOKかと。

オシレーターからST-71に正弦波を入れてオシロで電圧を測定・記録していきます。

出力インピーダンスは600Ωですから600Ωの負荷抵抗を入れてます。
これで矩形波でのアンダーオーバーシュートは無しとなりました。

1kHz 0.775Vを入力したら、レベルがちょっと落ちました。インピーダンス1:1とは言え、負荷抵抗で減衰するようです。トランスという事もありますが、約17%電圧として減衰しました。アンプのプリ部で最大10倍の増幅率が確保できますから問題ないでしょう。



30Hz～50kHz迄周波数特性の測定です。大まかです。
エクセルで自動計算・グラフ作成です。



ほぼ20kHzまでフラットです。結果から問題ないでしょう。
ちなみにデータシートを見ましたら、最大6dB(1.55V)までこの特性を維持できるようです。



中々優秀ですね。
只、安価なトランスですからトランジェントというかアタック感というか、そういうものは求めないので。

このトランスにてアダプターを作成します。現在、抵抗等オーダーかけています。
部材が揃ったら作成します。

ノイズ発生を整理しますと、

◆エンジン始動後リモート信号でリアアンプ(MRV-T300改)がオンになると、運転席に聞こえるぐらいの低いボボボというノイズが発生する。音楽がスタートすると気にならない程度。
◆エンジンオフ・アクセサリーのみでは発生無し。
◆アクセルを踏んで回転を上げても変化が分からない。オルタネーターノイズならヒューンと回転とシンクロする。
◆ちなみにフロントのアンプにリアRCAコネクターを接続しても症状は移らない。
◆MRV-T300改の固有の問題(相性等)だと思われる。

グランドループ解消として、例えばアースを電源GNDだけにするような簡易的なアダプターを作成。RCAコネクターのマイナス部は接続しない方法。



これをアンプインとRCAアウトの中間に接続してみたが症状は同じ。ノイズはそのまま出る。

ちょっと前にアイソレーショントランスの構想とテストを実施しましたが、それを簡易的に基板にアダプターを作成。これを中間に接続してみる。
ライントランスとアイソレーションを兼ねています。山水ST-92使用です。
こちらのブログです。



それに伴ってゲインが減少するので、MRV-T300のOp Ampの増幅度を7倍から11倍に基板の抵抗を調整。

接続してみるとノイズ無くなる。もちろん音楽を掛けても問題なし。但しゲインを増大しても音量不足。もっとOP AMPの増幅率を上げる必要性があり。



という事でアイソレーショントランスは有効でした。

但し低価格で1:1 600Ω:600Ωのライントランスは無いと思われます。
ST-71でいければ良いのですが。

オーディオテクニカがハイローコンバーターで使用しているトランスが、もしかしたらギリギリ使えるかもしれません。サイズ的にはST-71より若干デカいです。

ST-71が電圧飽和しない程度の小電圧を入力として、アンプの増幅度アップでつじつまを合わせるという手もあります。

ST-71とST-92のサイズの違い。



ST-92とOPAMP1つを組み合わせたアイソレーションバッファ兼増幅回路(ボリューム付)を作成しても良いわけですが、そこまでやる?　電源も必要ですし、また違った不具合も出るかもしれませんが、色々複雑化して商品化している昨今の状況ですからビジネスとしてはあり得るかもしれません。