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SANOMAGIC番外編 電気実験室2
オーディオ電源の謎を探る

2015年10月10-12日、以前から電源回路が
音質に与える影響が不思議で仕方なかったので、
オシロスコープでちょっと調べてみます。
(小畑)

まずはオシロスコープを組み立てます(笑)。
秋月電子通商の「2.4inch カラーTFT デジタルオシロスコープキット DSO138」です。
秋月には小学生の頃からお世話になっており、老後も、秋月があれば楽しく過ごせるかも...(-_-;)
このキット、\3780円だよ。信じられないコスパですわ。
基板がとても正確に作られています。
年々、部品が細かくなっていき
ルーペは必須ですな。
部品が細かすぎて、ハンダ付けがちゃんとできたか
肉眼ではよく見えませ~ん。

説明書は素っ気ないけれど、ツボは押さえていて、
組み立てには全く問題なし。

2年前に購入したハンダ吸引器TP-100。
プリント基板のR6とR8を間違えて初めての出番に。
スルーホールなのに完全にハンダが吸い取れて、
抵抗がぽろっと取れ、すごく感動した。Good Job! \(^O^)/

完成写真。コネクタピンを垂直に立てるのが難しいです。
ハンダ付け前に、ホットメルトで基板に仮固定しておくとよいかも。
あと、スイッチ類の基板への差し込みが堅い。
基板に密着するまで頑張って差し込んでください。

今回調べた自作電源。
我が家では、秋月電子通商のキット3種を使っていますが、
その中の「TPS7A4700使用 超ローノイズ・プログラマブル可変電源キット」を例に挙げて調べました。
現在は、直列につないだ2つのスイッチングハブFX-08Miniに対し、
並列に電源供給しています。2段ハブでLAN信号の波形を整えるため。
トランス式安定化電源を使うと、ACアダプターを使った場合より
明らかに音が良いです。

実は3種のキット回路を全部調べたのですが、
どれもオシロスコープ表示上大差なく、よい性能を発揮していました。

恥ずかしい~。中身はこんなぐちゃぐちゃになっております。
付け足し、付け足しのため。
何でもOKなホットメルト万歳!
回路は、下記のとおり。


まずはトランスの2次コイル端子間を調べる。
負荷としてCubox-i4Proをつないであります。

頭がちょっと欠けた正弦波となってますな。予想通り。

次に、ショットキーバリヤダイオードの直後で、チョークコイルの前。

ほう、こういう波形になってました。
心電図みたいだ。

次に、チョークコイルの後。
大容量コンデンサにより、平滑化されていますが、

結構、リップルが残っている。60mV位?
この分だと、コンデンサの容量を増すだけではリップルは消えない感じだね。

一応、4連コンデンサの末端でも測ってみました。

チョークコイル直後と変わらないね。ま、そうでしょうな。

最後に、秋月の安定化回路の出力端。

お、完全に平滑になっています。

念のため、横軸単位を10マイクロ秒にしてみましたが、やはり平滑です。
負荷としてCubox-i4Proを接続した状態。

次に、これはどうだろう。
ACアダプタを使用する時に、気休めとして、挟み込んでいた平滑化回路。

中身は、やはりぐちゃぐちゃ。恥ずかしい。
ホットメルトがやたら糸引くのが嫌だなあ。
コモンモードチョークコイル、および
700uHのチョークコイルを通して
さらに8200uF×3のコンデンサ群、0.01uFのオイルコンデンサを接続しています。

最初は、Cubox-i4Proに付属のACアダプターを
直接Cubox-i4Proに接続し、
その直前の電圧を測定。

なんだか変な波形が出ています。
Cubox-i4Proが動いているのだな。

次に、平滑化回路をACアダプタとCubox-i4Proに間に挟んで、同様に電圧を測定。

ああ、波形は小さくなりました。
この波形の縮小が音質にも影響していたのかな。

秋月のオモチャみたいなオシロスコープですが、
結構、感度も良く、いろいろ調べられるようです。
面白いぞ。

----------------------------------

次に、自宅にあった各種ACアダプターの出力電圧波形を
手当たり次第に見てみました。
随分違うのでびっくり!
みんな大差無いと思っていたよ。

(1) AC37-001-050
(プラネックスコミュニケーション社)
スイッチングハブFX-08Miniに付属

くじらみたいな波形だ。

(2) 0015/2030II
(I.T.E Power Supply社)
CAT-EYE自転車ライトの充電用

殆ど平滑で波形が見えず。わずかに波立っているか。

(3) WA-18Q12FU
(東芝ライフスタイル社)
東芝DVDプレーヤー付属

痛々しい、派手なノコギリ波。充電用だからこれでよいのかな。

(4) JPW115KA1500B02
(I.T.E Power Supply社)
何かの付属

これもノコギリ波。

(5) FJ-SW0503000U
(I.T.E Power Supply社)
Cubox-i4Pro付属

コンピューターを駆動するため、ノイズが少ないものが選ばれているらしい。

(6) PA-6
(YAMAHA社)
フルデジタルアンプ(D_5709kit)用電源として初めに使った物

まだ売られているんだね。プレミヤまで付いてますな。amazon
トランス式で巨大、とても重いです。
自作のトランス式安定化電源に比べても遜色がないほど、良い音を出していました。
さすがに波形が綺麗だ。ところどころピコッと半球状の小さいノイズがでますが。

(7) SA165A-1250V-3
(株式会社ワカ製作所)
電子工作用電源として使っていた物

平滑ですがよく見ると微妙にギザギザしてます。

(8) DK050-R
(PATOS CO., Ltd.製)
電子工作用電源として使っていた物
トランス式で重いのに、600mAしか取れない。

あらら、トランス式の割に派手なギザギザ波形が。

(9) UIA336-1220
(UNIFIVE 社製)
IO DATAのスキャナの電源かな。

これも派手なノコギリ波で、スパイクノイズも出ています。
スイッチング電源でも、スパイクノイズは出る物と、出ない物がはっきり分かれるな。

まとめ
アダプタ名 出力 周期(ms) 周波数(Hz) 振幅(mV)
(1) AC37-001-050
(プラネックスコミュニケーション社)
スイッチングハブFX-08Miniに付属
5V×1.2A 0.4 2500 8
(2) 0015/2030II
(I.T.E Power Supply社)
自転車ライトの充電用
9V×1.2A 検出できず 検出できず 1
(3) WA-18Q12FU
(東芝ライフスタイル社)
東芝DVDプレーヤー付属
12V×1.5A 13 77 30
(4) JPW115KA1500B02
(I.T.E Power Supply社)
何かの付属
15V×1A 2 500 13
(5) FJ-SW0503000U
(I.T.E Power Supply社)
Cubox-i4Pro付属
5V×3A 4 250 3
(6) PA-6
(YAMAHA社、トランス式)
12V×2A 検出できず 検出できず 検出できず
(7) SA165A-1250V-3
(株式会社ワカ製作所)
12V×3A 検出できず 検出できず 1
(8) DK050-R
(PATOS CO., Ltd.製、トランス式)
5V×0.6A 0.005 200000 7
(9) UIA336-1220
(UNIFIVE 社製)
12V×2A 4 250 5
周波数までてんでばらばらですわ。
驚いたな~
オシロスコープで見ないと電源の質はわからないね。
用途に合わせて使わないと、音質低下どころか
故障しそうだ。(-_-;)

 次に、フルデジタルアンプDENON PMA-50をいじってみました。
ボリューム0にしたときと、APU-1D4をオフにした無音時のアンプ出力を調べました。
8Ωスピーカーを接続したまま、スピーカー端子にオシロスコープをつないで測定。
あれ、無音なのにノイズが出ているぞ。
周期は6us位なので、周波数は170kHz位か。振幅は0.15Vもある。
なんだこれ? 「仕様」ってやつかな。


2016年2月20日更新
オーディオはわからないことだらけなので、本を買って勉強しました。
「ケーブルを変える前に知りたい 50のオーディオテクニック」
特に、アースループのこと、三端子レギュレーターの問題、スピーカーのセッティングなど、
筋の通った説明で大変勉強になりました。右往左往してはダメですねえ。
AMAZONの書評の中に、(難しい説明を読むより)「ケーブルを変えている方が楽しいです」
と書かれていて大笑いしました。


SANOMAGIC番外編1 SANOMAGICスピーカーを鳴らす
SANOMAGIC番外編3 スピーカーケーブルをいじる

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