6chアンプ (35) GNDループの根源をトレスする

アンプ本体に問題があることが分かったので、ビートノイズの原因を探ります。

ノーチラス（風）ヘッド。

実験に便利なスピーカー。トゥイーターに見えると思いますが、中に入っているのはフリーエッジの1inchフルレンジなので、少々低域を入れても大丈夫です。コレを耳元のすぐ近くに置いて実験すれば、高域のビートノイズの有無がまる分かりです。

まずは、単一チャンネルだけ音出しをして、ビートの有無を確かめます。

 

スマホから2chだけ結線して、音出し。

これでグランドループができているはずです。

うん、やはり、ビートノイズが僅かに聴こえますね。

しかし、このノーチラスヘッドだとUpsilonホーントゥイーターに比較して能率が落ちるので、だいぶ目立たない音量にはなるようです。

 

分かりやすいようにGNDループのスキームを模式化してみました。

赤線がGNDラインを示していますが、ご覧のとおりで、入力デバイスから平滑キャパシタに至るまでの経路で長大なループが出来上がっています。恐らくはこれがビートノイズの最大要因でしょう。（現実にはこれが6ch分ループを作っています）

試しに、結線していた2chのうちの1ch、RCAケーブルを外してみます。

 

構図で言うと、オレンジの部分でループが断ち切られます。 

シーン・・・ほらね。まるでノイズが聴こえません。
やはり、ラインケーブル周りで幾重にも出来上がったループがノイズの原因となっていることが、これで確定しました。
特に、平滑キャパシタからの給電ラインやスピーカー出力のGNDラインは大きな電流が流れますので、ここのラインがループで共有されると大きなノイズ源になるということでしょう。

思えば、これまで作ってきたアンプやコンペンセータは左右独立電源であったりトランスから分離した徹底した独立電源のものが多かったので、GNDラインを多チャンネルで共有することによるループができずらかったのかと思います。今回は、6chものアンプ回路をたったひとつの給電電源で賄っているので、問題が顕在化しやすかったかもしれません。

さて、ここからの打開策ですが。
実はあまり上手い手は思いつきません。
GNDを徹底して低インピーダンスにして電流影響を低減するという手もなくはないですが、これ以上太いラインでいくらメッシュを作ったところで根源解決は難しいと思っています。もうひとつの打開策はやはり、（少なくともアンプ内部では）アースループをぶった切ること。

入力のRCAじゃっくのところでアースピンをすべて太い線でショートしてしまい、そのラインを電源中点へ持っていく。
そうすると、少なくともアンプ内にはGNDループが無くなります。

アンプの外側ではループが相変わらず存在しているのですが、これはどんな装置でも大なり小なり存在する構成であること。また、このループ内では大きな電流は流れないことなどから、ある程度の改善は見込めます。

しかしこの手は個人的にとてもキモチワルさがあります。こんなことやったことがない。信号源のGNDの経路がとても長くなるということ。また、（これはあまり問題ではありませんが）アース共用していることでクロストークが増えること。つまり、GNDループとは別の問題を呼び込みやすくなる結線である、というのは間違いありません。

この結線と、シャシーアースとどちらを先に試すか。迷うところではありますね。
ただ、仮線とプルーブで少しあたった限りでは、少々シャシーアースをとったところで改善は難しそうです。

暇を探しながらゆっくり少しずつ検討を進めていきます。