2W x2chミニアンプ④引き回しとレイアウト

一点アースは基本的な技で有名ですから色々と調べる事が出来ます。
今回はそんな配線とレイアウトのポイントを記載しようと思います。



本稿に記載した手段は、ハイパワーのアンプなら歪率の差として計測できます。
つまり気のせいとかオカルトでは無いんですな。(爆)
2Wアンプ程度では数値に出ないかも知れませんが、対策は必須です。
考慮しない最悪の状態では焦点がボヤけた混濁感のある音になってしまいます。
グチャっとしたモゴモゴの音がスッキリ明瞭に改善するかもよ?(爆)


【RCA入力端子のGND】
一点アースの原理とか概要は省略します。一点アースなら何でもOKじゃありません。
理論とか原理をご理解頂き正しくご使用下さい。
検索で調べる事も可能ですがオーディオ以外の記事を参照して下さい。(爆)

本稿でははじめに、
RCAピンジャックから増幅回路への接続について少々考えてみます。
順を追って考えてみましょう。
まずは下図の回路を考えて下さい。簡単なOP-AMPのモデルですな。
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同相信号のVxが除去されて、入力信号Viだけが出力に出てくる回路です。

次に下図の問題点を考えます。ノイズの発生源は色々あるでしょう。
外部からかも知れませんしハムノイズかも知れません。
それに対して同相信号除去を応用すれば改善が得られます。
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(配線抵抗より配線のインダクタンス分が影響しているかも知れません。)
アンプのマイナス入力を利用する事で同相ノイズはプラマイが引き算となります。
余計なノイズは増幅されないけれども、必要な信号だけ増幅されます。
これを使わない手はないでしょう。(爆)
更に、高周波的な安定度も考えますと下図の小容量Cが必要かも知れません。
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減衰可能な物は小容量のバイパスCで逃がしてしまう訳です。
この小容量Cはケースバイケースで変わりますので、その様にご理解下さい。


【一点アースまとめ】
上記を考慮に入れた一点アースが下図です。
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*一点アースの1点集中の場所は上図の箇所以外には考えられません。
*一点アースで見過ごされがちな、高周波安定性も考えましょう。
*シャーシに接続するかどうかは難しい問題です。
 CDプレイヤーの筐体がアンプに接触して意図しないGNDループが出来るとか、
 色々考えるとシャーシは浮いていた方が都合が良い場合もあります。
 音声帯域のGND配線に影響せず高周波的な安定度を得るには
 小容量Cでシャーシに落とす方法もあります。
 変な周波数でピークが生じる場合は抵抗でダンピングする方法があります。
 GNDとGNDの間に無駄な部品がある!この設計者は××じゃないの?(爆)
 そう判断する人は困りますな。まあ××は相手にしない方が得策です。
 これもケースバイケースですな。(爆)

更に、この図には例外がありまして、電源の供給元が書かれておりません。
当方の推奨する絶縁型DC/DC電源は問題ありません。
トランスのL分も寄生容量も小さいため音声帯域に被る雑音は入ってきません。
電池で動く機器はもちろん無問題ですな。
要注意なのは商用周波数のEIトランスです。
トランスの寄生容量も意外と大きく、コア(ホルダー)にも容量結合しています。
非常に広帯域のノイズが伝わってくる事があります。フリッカー雑音とか。
コンセント側のノイズ対策で音質が変化する理由かも知れませんな。
(この場合のフリッカー雑音は蛍光灯の発する奴の話。2014.04.06)
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トランスを絶縁してケースに接触しない固定方法にすると状態も変わるでしょう。
その辺は皆様自身で解決をお願い致します。(爆)



以上で終了みたいな雰囲気ですが、違います。(爆)
ここからが問題!


【着眼点が無ければ判らない】
さて別の話に移ります。以下の話は意外と知られていない影響です。
下図は実際にありそうなアンプ基板のレイアウトですな。
けっこう良さそうと思う方も多いかも知れません。
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このセミナーを受講すると、
貴方にも透視能力が目覚めて駄目基板かどうかが判る様になるでしょう!(爆)
本稿を読み終わった後でもう一度見てみては如何でしょうか?


【電流が流れると】
パワーアンプの配線には電流が多く流れます。高出力になれば更に大電流ですな。
導体に電流が流れると何が生じるでしょうか? それは磁場です。
磁場が及ぼす範囲を磁界とも言いますな。オーディオ信号ですから交流磁場ですな。
交流磁場は低周波の電磁波にもなります。
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しかもアンプの直流電源に流れる電流は、半波の「歪電流」です。
電源配線から発生する磁場が、はたして隣に飛び乗るのか実験してみました。
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数センチメートルのショートした輪っかに1kHz歪波形の起電力が生じました。
たった2Wのアンプでも、こんな簡単に電磁誘導を受ける訳です。
縦軸の0dBに対して約-100dBくらいと読み取れますので、-100dB=1/100,000
よって影響を受ける信号レベルが2Vrms(0dB)ならば、0.001% 。
影響を受ける信号レベルが0.2Vrms(-20dB)ならば、0.01% 。
歪率としては影響ありそうな数値ですよ。   (翌々23日 更に間違え修正)爆)
アンプが2Wじゃなくて20Wなら、余計な起電力も10倍になるのかいな?
エーーーッ?
200Wなら歪率100倍とかアンタちょっと。(爆)
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【EMCから学ぶ】
交流磁場や電磁波をまき散らす、誘導を受け起電力が発生し妨害を受ける。
周波数帯は違いますが、これはEMCの考えと似ています。
EMI:余計な物を出さない。交流磁場や電磁波を発生させない。
EMS:簡単に影響されない。誘導を受けない。起電力が生じない。
これをパワーアンプの歪率や音質対策として、具体的かつ詳細に記載した説明は、
他では見掛けませんな。当方が最初のオリジナル記事かも?(爆)
アンプの場合は自家中毒がメインになりますな。(爆)
歪以外にもハムノイズ対策ができますよ。
EMCについて不明の方は「EMC ノイズ規制」等で検索ですな。
時間の開いた時にでもEMCを勉強すれば色々な場面で役に立つと思います。


【出さないレイアウト】
シールド線やアルミ版、銅板は静電シールドに使えます。
しかし、静電シールドでは、磁力線を遮蔽する事はできません。
強磁性体の鉄管等で覆えば遮蔽できるかも?(爆)
まあそれ以外にも下図の方法が有効です。ループアンテナで考えます。
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磁場を互いに打ち消して、アンテナにならない配線をすればOKです。
こんな応用方法もありますな。
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同じ原理を使って、アンプの配線を考えれば判り易いですな。
もう下図の方法を用いる以外には無いでしょう。(爆)
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下図は対策されていませんが影響が少ないレイアウト例です。
こんな感じの市販品アンプは多いですな。
当方としてはこれもNGの範囲になっちゃいます。
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OTLじゃない普通の真空管アンプは、真空管に流れる電流が少ないですな。
そうなると出力トランスより前の部分は交流磁場が発生しにくいでしょう。
代わりに電圧が高いですから電場の影響があるかも知れませんな。


【影響されないレイアウト】
簡単に影響されない。起電力が生じない。
これにはツイストペアケーブルの技を使います。
これも原理が不明の方は「ツイストペアケーブル」で検索して調べて下さい。
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基板上ではツイスト不能なのでピッタリ寄り添う細い平行2本線とします。
基板の外では下図の様な引き回しになります。面倒くさそうですな。(爆)
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コンセント商用周波数のEIトランスを使っている場合でも、
トランスからの漏れ磁束をキャンセルしハムノイズを低減できるかも知れません。
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【引き回しのまとめ】
以上の全てを簡易図にまとめると下図となります。
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ところで、2Wミニアンプなら上記の図で網羅できてますが、
下図の様な回路構成の時はどうすれば良いんですかいね?
これは、欲張りな仕様ですな。(爆)
当事者の貴方がお考え下さい。(爆)
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【お笑いスピーカー端子】
書き忘れる所でしたが、下図の様な問題も発生致します。(爆)
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高い周波数は通りにくくなり、鉄板が少し発熱しますな。(爆)
しかも鉄板の持つヒステリシス歪みが出力に影響したりする訳ですな。
ところで鉄は常磁性体ですがアルミや銅は非磁性体?反磁性体?
シャーシをアルミにすれば問題無いかどうか?うーん判らん!(爆)




いやあ、色々たくさんネタがあって面白いですな。(爆)

ところで、「一点アース」の、一点への集中具合ですが、
1mm単位で調整する事で歪率が変わる場合があります!(爆)
(いや冗談じゃなく本当。)
歪率計の他に必要なのは、とことんまで突き詰めようという気持ちですな。(爆)



【注意事項】
実験や個人的な使用は自由ですな。しかし、当方考案の回路や検証を断りもせず
商品などに採用したり記事に掲載するのは駄目ですよ。パクりはイケません。
記事の内容は鵜呑みにせずご自身で実験評価して下さい。
そして当方はめんどくさいので一切サポート致しません。(爆)

以上です。













2017.08.07追記。
注:まあ一点アースなどは
1990年台でも使われておりましたが、
ここに記載した内容は当方が個人的に1990年台後半に確立した技法で、
某三流の会社員の頃ですが、その一部分を自分の仕事で使いました。
その中の一部分の表現「プラマイを添わす」ですが、
お仕事をもらった某大手メーカーさんの基準として組み込まれた様な?
まあ当方は退職しまして現在はフリーですから知りません。

しかし
「プラマイを添わす」技は伝わっちゃいましたが、
その本質が「実態は電磁場である」という詳しい話までは伝えておりません。
まあ未公開だったので、EMCの話と絡めて判りやすい内容の記事にしました。

つまり誤解しちゃいけない事は、

ここまでのノウハウはオーディオメーカーには無かったんですな。
ましてや入力信号のプラマイを添わすなんて90年台後半には無かったんです。
当記事は、オーディオメーカーのノウハウをリークしたんじゃ無いんだな。
当方が先に考えたんかもな?(爆)
ここまでを2017.08.07に追記。
2017.08.22下記の緑文字を追記。
当ブログは、オーディオメーカーのノウハウをリークしたのではありませんし、
某三流会社に勤めていた頃の会社のノウハウをリークしたものでもありません。
当時の先輩方から教えて頂いたノウハウは時代遅れなので役に立ちません。
その三流会社では一点アースの使用ですら当方が始めに採用したんですからね。
まったくオーディオ業界という所は、メチャクチャに低レベルだったんですよ。










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by ca3080 | 2014-03-21 16:36 | オーディオ&電子工作
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