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ヘッドホンリスニング、PCオーディオ、自作オーディオ主体です。 どうやって作ったかの記録と、日ごろ気になったことを書く予定です。 オーディオから脱線することも多くなりオーディオ以外移転。

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日記

クロストークの測定について (4)

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2012年09月28日

クロストークの測定をもう一度やってみたところちょくちょく間違っていることが分かったため再度まとめます。あと何度同じような日記を書くことになるんでしょうか?クロストークの測定って本来の信号との比になるので、いろいろいじりながら調べると良くわかんなくなってしまいます。しかもマイク端子を0dB近くにすると測定がおかしくなるのも面倒です。もうオンボマイク端子じゃ限界です。

今回は私がどれだけめちゃくちゃな回路を作っているかが良く分かるようにしました。
まずHPAでクロストークが20kHzで確認できたことが発端です。それでは現状のアンプ回路を見てみます。今回は手書きです。

LとRで無理矢理モノアンプ構成していることが分かります。このGNDのつなぎ方は前の日記あったとおりです。回路図だけ渡されたらこのように配線する可能性もあるってことですね。このアンプの共通部分は赤線で囲った部分です。例えばここのインピーダンスをZcomとします。ここに流れる電流は帰還抵抗で流れる電流となります。なぜなら三角形のアンプが出力して電源に戻る配線だからです。よって発生するクロストークはこの図だとZcom/2kです。どうやら20khzでクロストークが見えたのは配線のインダクタンスによるものみたいです。0.01Ωなら-106dBになります。
前の日記にあるように1kΩの抵抗を電源の方につなげば、今度は三角形のアンプの入力抵抗との比になるため、本来ならこちらの方が良いはずです。
この構成の良いところはHPの負荷の電流が共通部分を通りません。実際はHPのプラグ、出力のジャックのみになります。よって帰還抵抗>HP負荷であった場合、クロストークが小さくできます。

次に今回作ったDACです。

左が実際の回路で、右が簡略化した回路です。まったく違うけど気にしないぜ。今回はコモンモードは無視するんだぜ。出力を1/6倍しているので、-15.5dBくらいスペック上不利です。ほんとにHPって電圧必要ないですよね。
一応シミュレーションしたフィルタ特性(すごい嘘臭い)点線はgroup delayのはず

2次ベッセルフィルタらしい感じで、20kHzまではほとんど一定だと思う。

話を戻すと同じように共通部分は赤線で囲ったところです。この場合共通部分に流れる電流は帰還抵抗1kΩによって流れる部分です。流れとしてはDACが出力した電流を三角形のアンプが吸い込みます。そして電源のGNDからDACに戻ります。よって共通部分のインピーダンスをZcomとすると、同じようにZcom/1kでZcomが0.01Ωなら-100dBとなります。インダクタンスが100nHなら20kHzで-98dB位になる計算です。実際こんなに大きくなるかは良く分かりません(笑)
あとDACでこの構成はまずいです。HPAと同様に帰還抵抗>HPA入力抵抗なら問題ないですが、HPAのアッテネータが20kΩなので普通に配線したほうがクロストークが小さくなります。あとから分かったけどこりゃ酷い(笑)

これらの共通インピーダンスの他に、前の日記に書いた容量性のクロストークが足されます。今のところDACとHPA含めて20kHzだと-86dB位です。HPAの入力端子をステレオジャックからXLR3pinに変更すれば-90dBクラスは達成できそうです。実は測定するのにステレオプラグ一個通しているので、もしかしたら-3dB~-6dBは実際は良いかもしれません。-100dBクラスは、今回書いたクロストークも少し効いてくるので、回路の配線を変えなければなりません。

そういえば高域のクロストークしか議題にあがってませんね。DACとHPAを作ってから低域のでクロストークの悪化に見舞われたことが無いです。あと誘導性のクロストークが考えられますが、どうやったら見ることができるんでしょうか?

あとCD品質?16bit96dBってありますね。よくよく考えてみたら、正負の符号分があるので、アナログ的に考えたら15bit相当になる気するんですがどうなんでしょう?(S/Nとかってpeak to peakじゃないですし)私が間違っているとは思いますが...
とりあえず、何が何でもシステムには96dB以上のスペックは欲しくなりますね。
歪みなら0.001%、クロストークならそのまま-96dBですね。

何度かクロストークについて書きましたが、もしかして、普通に作ったり、既製品は余裕で-100dBって超えられるんじゃないかと不安になってきました。

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