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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

効果がある?コンデンサ

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2016年01月19日

よく効くコンデンサの取り付け箇所があったので挙げて置きます。
効果の程がよくわかっていないので、どなたかアドバイスがありましたらコメント欄によろしくお願いします。

さて取り付け箇所は以下のようになります。


これはデュアルオペアンプになりますが、シングルでも同じです。オペアンプの反転、非反転入力間にコンデンサをつけます。
現在試しているのは10pF50V(C0G)のセラミックコンデンサで、ここに取り付けることでなぜか劇的に音質が良くなります(?)

なぜこんなところにコンデンサをつけることになったかと言うと、
オペアンプのRF整流をどうにかして落とせないかと実験していたためです。実害としてはwifiや携帯のノイズが飛んできて何かノイズが聞こえるなどあります。テキトーにググると差動増幅段のテール電流の和がRFでバランスが崩れてオフセットが発生するためで、低い周波数(可聴)で間欠的にONOFFするため、聞こえるノイズが発生みたいです。そこで入力間にコンデンサを付けるアイディアが載っていたのでそれを試してみたということです。

実際に10pFのセラミックコンデンサをつけると確かにノイズが体感で半分くらいに聞こえます。
一応LTSPICEで確認したところ発生オフセットも低くなっています。しかし計算通り発振しやすくなりますので注意が必要です。

あと実験していたときに気づいたことですが、入出力端子以上に電源端子からノイズが乗っている点です。ツイストペアで電池を配線していたのですが、電池付近、電源スイッチ付近のツイストが崩れている箇所にスマホを近づけると大きなノイズが聞こえてきました。おそらくこのラインに落とそうとした場合オペアンプの近くにコンデンサ(三端子)、フェライトなどを入れないと切れないかなと思ってます。
この電源からのノイズもなぜか入力間のコンデンサで低くなります。おそらく電源のノイズがまわりまわって入力のどちらかに表れているからと思われます。

よくオーディオで電源を良くすると音がよくなると言われますが、なぜ良くなるのか、どこ良くするべきなのかの話が宙ぶらりんなので、もしかしたら今回着目したRF整流があるのかもしれません。

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  1. こんにちは。この方法やってみたのですが、こちらのDACのオペアンプの入力につけてもほとんど音は変わらない印象でした。

    かわらなかった理由として考えられるのは、DACのオペアンプは既にLPFを形成しているので追加の効果がほとんどなかったからと思っています。もう一つは既に電源端子にもフィルタを入れているので本来ならオペアンプのPSRRが落ちる帯域を補助する構成になっていたことも理由だと考えられます。

    シミュレーションで検討してみると効果的な帯域は10Mhz~のようですがこのあたりはオペアンプのゲイン特性がなくなってくる領域なので、これ以降の不要ノイズ成分は出来るだけ落としたほうがいいのでしょう。経験的にもMhz以上の残留ノイズ対策は音には確実に影響がある印象です。

    紹介の方法は上記のような対策を一切していない素のオペアンプには効果的だと思いますが高速オペアンプとの組み合わせでは発振安定性は確かにちょっと危ない感じですね。

    これに対策するなら手間ですがDACのLPFみたいな構成にするとシミュレーションでは良さそうです。ただし100Mhz以上の特性がこの定数だと落ちてしまっているので実際に良いのかはやってみないとわかりません。100Mhz以上は配線のインダクタンスの影響が出てくるので実装次第にもなってきそうです。

    参考
    http://innocent-key.com/wordpress/wp-content/uploads/2016/01/43a4f556f03ba9a75af1035967c103ef.png

    byyohine at2016-01-23 10:05

  2. お久しぶりです。コメントありがとうございます。
    あんまり変わらないですか…
    私のところではかなり効果が高くて、すべてのオペアンプに試験的に取り付けました。ヘッドホンしか使わないのですが、ヘッドホンから鳴ってる感じがそこそこ無くなるイメージです。
    ちなみに電源端子のフィルタってざっくりどのような構成になっていますか?かなり電源端子も重要なのは確認しているのですが対策に手詰まり感がありまして…

    上にも書きましたが、元々音よりwifiやLTEの飛び込みに弱いオペアンプを何とかできないかから始めていますので対象は100MHzを超えていると思われます…OPA2134なんかは強くてそのままでも問題ないですが。

    byエリー at2016-01-23 17:32

  3. こちらのフィルタはチップのフェライトビーズ(EMIフィルタともいうようです)+コンデンサで対策しています。

    コンデンサは複数がいいですが定数は10倍以内にしたほうが反共振対策としては有効らしいです。

    フェライトビーズは種類がたくさんありますが、基本抵抗値の高いもののほうが良かったです。チップ型のフェライトビーズは100Mhz以上にも効くのでこれも多分効果あると思います。

    基本空中からのノイズは金属ケースを多接点の接続でしっかり密封しておく対策が良さそうに思います。アルミなら接点のアルマイトを削ってケース同士の接点の道通を強化するのも有効です。

    byyohine at2016-01-24 10:30

  4. ありがとうございます。
    フェライトは実験する予定だったので今度やってみます。

    byエリー at2016-01-24 13:39

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