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ネットワークオーディオ専用のシステムを構築しています。 独創的なDIYでハイCPな音を出していきたいと思っています。

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日記

サブウーファーの高解像度化

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2018年09月22日

DODAIプロジェクトはちょっとお休みして、システム全体の中で残っているウィークポイントである超低域の解像度アップに手を付けたいと思います。



複雑なマルチアンプシステムを組んでいますので、分かりやすくする為に図示化してみました。

現状がこれですね↓


サブウーファーに送られる音声信号はたくさんの機械を通過している事が分かります。

具体的にはこう↓
==========================
ネットワークプレーヤー内のDACでアナログ化

パッシブチャンデバのローパスフィルターで3kHz以上をカット

プリアンプ入力
(ボリュームコントロール連動化)
プリアンプ出力

SW用アナログチャンデバに入力
(アナログ→デジタル変換)
(約30Hz以上をカット)
(デジタル→アナログ変換)
アナログ出力

サブウーファー入力
(ボリューム回路)
(アンプ回路)

出音
=========================

ひゃー、読むのも面倒くさい!

簡単に言うとDACを2回も通過するので、これは音声信号の劣化は避けられないですよね!
しかも、メインスピーカーの音声信号は最上流から最下流までフルバランスになっていてGNDが完全に分離されているのに、アナログチャンデバが入ることによってGNDがつながってしまい、フルバランスが汚されているようで気持ちが悪いのです。。。


いう事で、
SW用チャンデバを交換してしまいます!
ハイレゾ対応の “デジタル” チャンデバに!


イメージ図としてはこうです↓



これを可能にする高性能で安価なデジチャンがこの「miniDSP 2×4HD」


思いついた翌日に衝動買いのように発注。
(2日後に到着)
早っ!


ネットワークプレーヤーの光出力をminiDSP(デジチャン)につないで
デジタル信号をデジタル信号のままで不要な中高域をカットしてしまいます。
USB接続も可能なようですが、USBケーブルを介してGNDがつながっちゃうのでここはあえてTOS(光)にします。
SW用に帯域カットしたデジタル信号をこの装置内でアナログ変換させて、マルチチャンネルアンプに突っ込んでやろうというわけです。


パソコンをつないで設定をします。

入力画面がこんな感じで光入力の2CHです。


出力画面がコレで、4CH出力できます。


通常は2CHをそれぞれローカット、ハイカットしてツィーターとウーファーに振り分ける使い方をするのでしょうが、私の場合はサブウーファー用に超ローだけを取り出します。
カットのスロープはデジタルならではの一番急峻な8次のLRフィルター。
そして、位相反転させた信号も取り出してバランス出力に。

出力① Lのhot
出力② Lのcold
出力③ Rのhot
出力④ Rのcold

こんな事も出来るんですよ、賢い装置ですね〜。
(他にもEQやFIRフィルターの設定等が出来ますが手に負えないので今回は全てバイパス。)



コレでアンプへの接続が全てバランス接続になりまして、中途半端な左右のGND接続がなくなり、気持ち的にも大変スッキリしました。

〜~〜〜〜〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜
電源がACアダプターのDC12Vなので、安定化電源キットも追加購入。
まだ作製できていませんが電源をクリーン化すればさらに気持ち晴れ晴れとなるでしょう。
〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~〜~

左右それぞれ、マルチチャンネルアンプの2CH分を使ってサブウーファーとBTL接続をしました。

今回はサブウーファーのMFB(モーションフィードバック制御)を活かす形でサブウーファーのアンプシステムを活かしました(アクティブ化)が、将来的にはサブウーファーユニットを直駆動(パッシブ化)するかもしれません。
その時はFIRフィルターを勉強して。。。
そうなると3WAYとなり、もはやサブウーファーとは言えなくなりますね。(笑)


スイープ音を聞きながらカットオフ周波数とゲインを調整したところ、カットオフは38Hzになりました。

想定よりも設定周波数がちょっと高めになりました。

コレでしばらくは様子を見たいと思います。


・・・・・・・・・・・
・・・・・・。


しばらく様子を見ていたら、ボリュームを上げた時にメインウーファーから「ブーン」というノイズ音が聞こえるじゃないですか!

なんじゃこりゃ⁉︎

改善できずにオフ会実施。
(ハア〜)

オフ会後に再調査。

ネットワークプレーヤーのデジタル出力基盤から機器間のGNDを取っていたのですが、これをアナログ出力基盤に接続変更をしたところ、ピタッと止みました。
聴感上もSNが良くなり表現がまともになりました。。。
GNDの位置って侮れないなあ〜。

超低域の表現力も前より向上し、メインとのつながりもより自然になったようなのでminiDSPの導入は正解でした!
が、
またコレで音の調整可能箇所が増えてしまったので、全体をまとめるスキルとセンスが高いレベルで求められます。
大丈夫か?私。。。


~~~~~~ miniDSP導入記 (完) ~~~~~~~



(追記)
ニッキーさんからT-Propを8個も買わされてしまったので(笑)、
これを使ってDODAIの足回りをチューンしてみようと思います。
さてさて、どんな感じにDIYしようかなあ。
現在は床に直置きでちょいとグラグラするので安定化が先決ですね。

次回の日記→

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レス一覧

  1. CENYAさん、お久しぶりです。

    ネットワークプレーヤーとプリ間に
    KLARK TEKNIK DN360 をはさむのはどうでしょうか。
    30Hzカットもできます。
    http://www.sanyo-densi.com/dai2/effects/klark_teknik_dn360.htm

    DSPが嫌いな ふかひれより

    byふかひれ at2018-09-22 06:36

  2. こんにちわ、このデバイダー私も気になっていました。なんか使いやすそうですね、自分も試してみたいです。グラウンドの問題はうちでもつい最近あってお気持ち察します、調整が多いのは楽しみ多いという事で乗り切るしかないですね(笑)

    bymotocue at2018-09-22 09:29

  3. ふかひれさん、こんにちは!

    私は情報の鮮度を重視していまして、信号は最短経路、最小接点をモットーにしていますので、基本的にはイコライジングはしない派でございます。
    ただし、超低音に関しては人の声の帯域から外れていることもあって多少はイジっても良いかなと思っていて、このminiDSPで位相のずれや応答性を最適化できれば嬉しいなあ。って思っています。
    今はスキルがなくて調整が出来ませんがいつかは!

    byCENYA at2018-09-22 10:13

  4. motocueさん、こんにちは!

    是非試して下さいませ、そして使い方をフィードバックして頂ければ有り難いです。
    基本はライトユーザー向けに直感で操作が出来るのですが、ヘビー向けに更に更に深い設定も可能になっていて、使いこなせる人には絶大なCP品なのだと思います。

    パソコンにつなげば聴きながら設定変更がリアルタイムで出来るので、これは有り難いです。

    byCENYA at2018-09-22 10:19

  5. CENYAさん

    >信号は最短経路、最小接点をモットーにしていますので、基本的にはイコライジングはしない派でございます。

    たしかに大事な事だと思うので 今回の改造は有意義だと思います。

    WFの下が遮断出来るとクロスの周波数にもう少し調整白が出るかも?
    20cmWFだとピストンモーションで出せる周波数は100~150Hzが下限になるかと?・・・振動板の面積に反比例するかも

    byhelicats at2018-09-22 13:09

  6. helicatsさん、こんにちは!

    CENYA及びDODAIのウーファーは現在はハイカットだけで低音方向は成り行きになってるので、それをローカットしてサブウーファーのハイカットと上手くクロスさせた方が良いという事ですよね?
    確かにそうなのでしょうが、現状は悩ましいのですよねえ。
    バスレフにしちゃってますし。。。
    それと、声質にこだわりたいので、女性ボーカルの帯域は可能な限り1つのウーファーユニットだけでカバーさせたいと思っています。
    ※分かりずらい話なのですが実際はダブルウーファー
    ツィーターもサブウーファーもちょい足し的な扱いです。

    今回のminiDSPを使えば、メインウーファーの成り行き減衰に対してもフィルターを活用してサブウーファーをシンクロ?させる事が出来そうな気がしています。
    これはすごい事ですよ〜。期待大です!

    >20cmWFだとピストンモーションで出せる周波数は100~150Hzが下限になるかと?・・・振動板の面積に反比例するかも

    この文章がちょっと理解出来ていないので宜ければやさしい解説をお願いしたいです。
    ちなみにメインウーファーユニットは直径は約140mm
    サブウーファーユニットは260mmで、
    メインウーファーユニットのf0は39Hzです。

    byCENYA at2018-09-22 15:04

  7. CENYAさん

    あまり深く考えないで下さい。

    サブウーハーを使う時の今までの経験則です。
    目隠しで調整すると
    30cmWF:60Hz
    25cmWF:90Hz
    20cmWF:120Hz
    辺りで落ち着いたと云うだけの事です。(-18dB/OCTの場合)

    この周波数が偶然面積に反比例していただけです。

    ただサブウーハーは帯域を1オクターブ程度まで絞ってゲインを稼いでいるのでこの法則は当てはまらないと思います。
    それだけに帯域外の音の成分を如何に落とすかが大事になりますが。

    ※ピストンモーションで空気を押し出すには相応の面積が必要と云う事かな?・・・でないと押した空気が横に逃げて効率良く音に変換出来ない(電力で云う無効電力に相当?)

    byhelicats at2018-09-22 16:50

  8. helicatsさん

    腑に落ちてスッキリしました有難うございます。(笑)

    余談ですが、私の今回のカットスロープは-48dB/octだったので8次フィルターと呼べばいいのですかね?
    間違っていたので本文を修正しました。
    メインに被らないようにめちゃくちゃすっぱり切ってます。

    byCENYA at2018-09-22 17:15

  9. CENYAさん

    -48dB/octとはすごいですね。
    さすがデジタルフィルターと云った所でしょうか。

    あとはサブウーハー自身が出す高調波歪み(機械的要素)を何処まで落とせるかですね。
    それとサブウーハーを2個使うと予想以上に下まで出たりします。・・・設置方法でも大きく変わると思います
    この辺りが上手く処理出来なくてPureAudioでは人気が無いのかも?

    サブウーハーを使って今の問題を解決出来ると良いですね。

    byhelicats at2018-09-22 20:43

  10. イコライザ推進派としては
    「イコライザも良いですよ」と言っておきます。

    音源がデジタルならイコライザはほぼ無料で使えるので試してみても損は無いです。
    試さずにダメだと決めつけるのではなくて「良ければ使う、必要なければ使わない」だけです。

    byassi at2018-09-22 21:21

  11. helicatsさん、おはようございます。

    正直な話、無ければ無いで済んでしまう物で、絶対的な必然性が感じられないのも不人気の要因かと。
    私の場合は超低音まで再生できるシステムの優位性の追求の為に挑戦している側面もあります。
    この気持ちが既にピュアじゃないですね。(笑)

    byCENYA at2018-09-23 07:01

  12. assiさん、おはようございます。

    仰る通りで、やらず嫌いはただの偏見ですね。
    私はAVアンプを長年使ってきているのでソニーの音場調整のイコライジングの経験は長くて、効かすと部屋の壁の影響を感じないようになり、スーッと広がってSNが良くなり、美しい音になってしばらくは良いなあと思うのですが、結局はoffにしてしまうという低レベルの経験しかありません。
    assiさんが仰っているイコライジングはこんなレベルでは無い物なので、
    是非本物のイコライジングを経験してみたいです!
    (assiさんの測定技術とそのフィードバック技術の高さの一端は東京で実際に見てますので)
    超低音に対しての部屋の影響を抑えるイコライジングには特に興味があります。

    余談ではありますが
    イコライジングは良い悪いとかじゃなくて、好きか嫌いかみたいな好みの類になるような気がします。
    ワイン党、ウイスキー党みたいな。

    byCENYA at2018-09-23 07:28

  13. CENYAさん、

    遅レスお許しください。

    私もこの夏ちょっと前にサブ・ウーファの設定を見直ししました。その一つがサブ・ウーファ用デジタルフィルターのためのAD変換部の入力を調整してADのダイナミックレンジを十分生かすことでした。
    それ以前は入力がやや低すぎたので、ダイナミックレンジを生かし切れず分解能が下がっていたのです。
    低音が最大限含まれるような音源で最大音量で聴いたときにADがクリップしない範囲でなるべく大きな入力に調整することが重要だと思います。クリップすると歪が生じるのとウーファーユニットにダメージを与える可能性があるので3dB~6dBくらいのヘッドマージンは必要だと思いますが…
    この調整の後、サブ・ウーファのレベルはフィルターDACの出力か
    サブウーファシステムの入力でレベル合わせすることになります。

    可能であればお試しください。


    それと視覚的な美しさも追及されているCENYAさんの美学から外れるかもしれませんが、38Hzの急峻なカットオフなのだとすると、サブ・ウーファに関しては左右の対称性にこだわらずに定在波の節を避ける位置、左右のサブ・ウーファが干渉してディップを作らない位置を選ぶことの方が重要のように思います。
    まあ、これはあまり視覚にこだわらない私の個人的な意見なので、やはり見た目が気になるようでしたら無視してください。

    byK&K at2018-09-25 19:50

  14. K&Kさん、こんばんは!

    K&K さんも色々と設定を煮詰められているのですね。
    私のSWは安価な部類に入るので、高解像度化も苦労しています。
    でも今回の装置によりAD変換が無くなってDA変換一発になったので、鮮度は向上したと思います。
    遅れに関しても処理が減った分だけ小さくなったようになんとなく思います。

    今後もSWを改造し倒す勢いで試してみる事が待っています。(笑)

    byCENYA at2018-09-26 18:24

  15. CENYAさん。

    ゴメンナサイ。
    私は全く理解していませんでした。
    ADがなくなったのですね。
    究極で理想的ですね。これはすごいなぁ。

    時間遅れはスピーカー側のDACとSWのチャンデバ処理+DACとの時間差だけなのでほとんど無視できるのではないでしょうか?

    ウチより進んでます。
    ウチの場合はSACD再生とかアナログがあるのでちょっと難しい。

    CENYAさんのところは着実に前進してますので次回聴かせていただくのを楽しみにしています。

    byK&K at2018-09-26 19:05

  16. SWのアンプやMFB回路を通過する事により鮮度の低下や遅延が生じるのではないかと考えていまして、マルチチャンネルアンプでの直駆動化も気になっている今日この頃です。
    SWのアンプユニットを取り外して中仕切りの板を切り取ったらキャビネットの容積が1.5倍位になりそうなので最低共振周波数も下がって、結果良くなるんじゃないかと妄想しています。
    さてどうでしょうか!?
    こんな事を考えるだけでも楽しいです。(笑)

    byCENYA at2018-09-26 21:37

  17. CENYAさん、

    すごいこと考えてますね。(笑)
    CENYAさんらしいけど…

    MFBは専用のウーファ・ユニットを開発できるFOSTEXだからこそできるやり方なので、私はそのまま使うことをお薦めしたいです。
    他のメーカーにはちょっとまねできない方法です。
    ご存じだとは思いますが、MFBはボイスコイル部に設けた検出用コイルの信号を利用してフィードバックを行い周波数特性と歪を改善する方法です。これによって遅れが生じることは原理的に考えられません。

    MFB回路を外した場合にはイコライザなどによる別の低域補正を考えないと超低域の再現が難しいと思いますし、補正できたとしてもMFB時に比べると歪も増える可能性が高いです。

    byK&K at2018-09-26 22:54

  18. K&Kさん、こんばんは!

    そうなんですよ、MFBは他に代え難い機能でして、外したくはないのです。
    しかし、「シンフォニー」、「ロック」、「ムービー」といった必要のないイコライザーや良質ではないボリューム機構、数多い汎用オペアンプと汎用電解コンデンサー、スイッチング電源。
    気に食わないものがたくさん付いていて何とかしたいのです。
    MFBとアンプだけあれば最高なんですがね〜。
    これらだけ残す改造ができれば天にも昇る気持ちになれます。(笑)

    byCENYA at2018-09-27 22:20

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