以前にAC100Vライン用のノイズ検出器を作った報告をしましたが、今回はそれを使用してもう少し解析を進めた内容を報告させて頂きます。

測定内容
AC100Vライン用の検出器の話は以前のコラムをご参照していただくとして、今回さらにそのスペアナ波形をPCにデータで取り込んで画像化した結果をお見せします。またAC１００Vラインそのもの、さらに高周波ノイズフィルターを使用した結果等についての結果を紹介します。

測定結果
これからお見せするのは、家庭のAC100Vラインのノイズ成分をスペクトルアナライザーで見た波形です。横軸の周波数軸は0-10MHｚで分解能10KHｚ、スペクトル100回の平均化データ、縦軸は10dB/dBです。まず、検出系のノイズスペクトルを示します。このデータは検出系をACラインに接続しない状態で測定したものです。

1.検出系のノイズスペクトル

この状態でノイズはほとんど見えません。

次に検出器をAC100Vラインに接続した状態で測定したスペクトルは次のとおりです。

2.AC100Vラインの高周波ノイズスペクトル（スイッチON/通電）
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周波数は同じく0-10MHｚです。以前のブログで紹介した際は20MHzあたりにもノイズがあったのですがなぜか今回は10MHz以上にノイズはほとんどありませんでした。７MHｚ付近にただならぬこってりとした分布があります。恐らくスイッチング電源（DCアダプター、PC、その他家電機器）から出た高周波ノイズがACラインに重畳しているのだと思います。波高値としては10mV程度です。それに加えて100-250KHｚ付近と低周波領域30KHz以下にもノイズがあります。

それとおもしろいことにこの手のノイズは例えば測定しているテーブルタップスイッチを切っても（通電されていない状態でもACコンセントを挿していれば）、ほぼ同じノイズが混入してくることです。その状態がこちらです。

3.AC100Vラインの高周波ノイズスペクトル（スイッチOFF/非通電）
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これを見ていただくとわかる様に２の通電状態とほぼ同じスペクトルになっています。ACコンセントの片側だけが接続された状態でも、ノイズが侵入してくるということはコモンモードノイズと呼ばれるモードのノイズが侵入しているのだと推測されます。

ACライン用に高周波フィルターなるものが市販されています。これらのラインフィルターはカタログではコモンモードノイズも40dB程度は除去できることになっています。そこで電源ボックスのRFのフィルター付きのACインレットを付けてその効果を調べてみました。その結果がこちらです。

4.AC100Vラインの高周波ノイズスペクトル（RFフィルター有り/スイッチON/通電）

上のスペクトルはRFフィルターを通した状態でのノイズスペクトルです。多少の効果はあるのですが残念ながらノイズが除去できているとは言えない状態です。

一般に高周波ノイズ（とはいってもこの周波数帯は低周波といえばそうなのですが）はいわゆる電気の常識が通用しない所があって扱いが難しいですね。

はじめに
私自身は電源ケーブルや電源タップにやたらと凝る方ではないのですが、少しこの辺の事情を調べてみました。

家庭用のAC電源には現在では様々なノイズが乗っています。デジタル機器が普及したためとスイッチング電源が使用されるようになってきたためです。
高級なAC電源ケーブルにはたいていノイズフィルターも内蔵されていて、この辺が効いていると思われます。
ただ定量的にこの辺を調べた例はあまり見たことがないので、実際に電源に含まれるノイズを観測してみました。

測定方法（の難しさ）
まずここが肝心なところなのですが、AC電源のノイズを測定・観測するのは実際には結構難しいのです。電源関係の製品はたくさんあるのに、AC電源関係の実測データが非常に少ないのは測定が難しいからではないかと思います。
まぜ難しいかというと、AC100Vを直接観測することは（測定器が高級であるほど）実はできないことが多いのです。
テスターで電圧を見ることはできます。またオシロスコープで波形を見ることも一応できます（プローブで1/10に落とせば）。

ただAC１００Vの波形を直接見ても高周波ノイズは見えません。
100Vという元の波形があるので1V以下のノイズは隠れてしますためです。
したがって（ノイズを拡大して見るために）基本波の100V50Hzを除去する事が必要です。
ノイズ成分は高周波なので能動的なフィルターは簡単には使用できません

スペアナなどの高精度な測定器は入力がアース基準なので（オシロのフローティング入力と異なります）、AC100Vを例え分圧して10Vに落としたとしても
スペアナに直接入力できません。それとスペアナなどの高周波測定器は入力インピーダンスが50Ωくらいなので、電源ラインの測定には直接使用できないのです（ショートした状態になってしまうので）。ですので高周波まで特性が伸びたバッファアンプが必要になります。

整理すると、測定系は次の3点を満たす必要があります。
・AC１００Vを基本的には除去できること
・ACラインとはアイソレーションがと入れていること
・高周波帯域まで伸びたバッファアンプを用意すること

この辺が結構難しく、なかなか測定できなかったのですが、最近やっと波形が取れるようになりました。

測定系の概略
実際にはこれに加えて検出器とスペアナの間にバッファアンプが入っています。

測定した結果

スペアナで見たAC100V電源のノイズスペクトル（0-50MHｚ）
0-10MHｚあたりと20MHzあたりに派手なノイズがはっきり見えています。

オシロで見た電源ラインのノイズ波形
大きな正弦波状のうねりが５０Hzの残留分で太くなっているのが高周波ノイズ（縦軸10mV/div）
これでも基本波AV100V50Hzは1万分の１に減衰させてあります

横軸を拡大したのがこちら

高周波が見えてます

10ｍVオーダーではありますが、電源ラインに混入してきた高周波ノイズが確認できました。

ついで言っておきますが、よくノイズ除去の方法としてアイソレーショントランスを使用している人がいますが、アイソレーション出来るのはDCと低周波成分で、こういったMHｚ帯のノイズはほとんど通過しますのでこの手のノイズ除去にはほとんど効果が期待できないと思います。

定量的な検出ができましたので、今後高周波ノイズの抑制に関してぼちぼち報告させていただきたいと思います。

この内容は以前にコラムに掲載した内容をブログで紹介したものです。

一般にステレオ再生装置の中で一番の弱点といえばスピーカーシステムということになると思います。特に低音域は完全な再生をすることが難しい。部屋の壁の影響で周波数特性が乱れることもありますが、スピーカーから出ている音そのものも不完全な部分があると思います。

例えばヘッドホンの音質と比較するとどうしても制動が不完全に聴こえます。一般にスピーカーの低音域は電磁制動で振動板を止めます（制動します）が、ヘッドホンの場合は音響抵抗による制動がメインで電磁制動よりも大きな制動がかかっているそうです。ヘッドホンの音響抵抗による制動がどこから来るのかというと振動板の前に穴の開いた板が置かれているのと、振動板の後ろのキャビネットに吸音材がびっしり入っているために空気で振動板を動きにくくしているのです。ヘッドホンのインピーダンスが一定なのもこのためです。それならスピーカーも音響抵抗による制動をかければ？と思われるかもしれませんが、そうすると音圧が取れなくなって実用的ではなくなってしまいます。

スピーカーの制動を改善する方法としてMFB（モーショナルフィードバック）という技術があります。実際の振動板の動きを別の検出系（コイル+磁気回路など）で検出し、入力信号との差を電気的に補正する手法です。この手法は原理的に優れた制動が得られるはずですが、スピーカーユニット自体が特殊なものになるのでまずそこが大変です。

探してみると過去の市販品でMFBを使用しているものがありましたので、そのポテンシャルを探って見ることにしました。
その製品とはソニーのSA-S1というものです。位置づけ的にはミニコンポの上級版という感じなのでしょうか。現在では既に市販されていませんが、中古市場から入手しました。
ソニー製MFBスピーカーシステムSA-S1

まずオリジナルの状態で音を聴いてみました。ちなみにこのスピーカーシステムはパワーアンプを内蔵していてRCA入力で音が出ます。結構立派な音がします。18ｃｍのウーハーとは思えません。MFBの効果でしょうか？低音域がとにかくふっくら豊か（やや過剰）です。低音がやや過剰気味なせいか特に制動がいいという感じはしません。高音域はサーと見晴らしの良い音といか透明感ある気持ちいい音です。ただ全体的に音がやや硬めな感じもします。言い忘れましたがこのスピーカーの高音部はなんとコンデンサー型です。
コンデンサー型ツイーター

次に回路図を入手して駆動方法を調べてみました。MFBをかけているのはもちろんですが、その前に結構な低域のブーストをしていました。回路図からシミュレーションした低域のF特がこちらです。８０Hz近辺を6ｄB程持ち上げています。道理で低域が豊なはずです。これだけ持ち上げても歪んだ感じがしないのがMFBの効果かもしれません。
ウーハー用アンプの周波数特性（実線がF特、破線は位相です）

物は試しでこの低域のブーストを外してみました。そうしたらどうなったでしょうか？
結果は全然ダメでした。いいところがなくなりました。低域の量感はなくなりただの小口径SPの音、さらに低域を落としたせいか高域の硬さの様なものも目立つようになりました。このシステムのパワーアンプ部はパワーICという物が使用されていて、アンプ部の音質そのものはあまりよくないのです。オリジナルの状態というのは非常に上手にトーンコントロールをしていてこの部品構成という制約の中では絶妙の味付けだったのです。

パワーアンプ部を通常のパワーアンプで置き換えればかなり良くなる可能性もありますが・・・・。

というわけで今回はMFBの本質を確かめるというところまでは到達できませんでしたが、なかなか面白い（凄い？）製品でした。

昔、漫画・天才バカボンのパパがよく「賛成の反対なのだ～」とかよく言っていたと思う（世代がばれるな）。わかった様でよくわからない言い回しだが、オーディオでもこういった表現があてはまる場合がある気がする。それは「低音(良くするに)は高音を」あるいは逆に「高音(を良くするに)は低音を」と言う現象だ。

安物のAVアンプなんかの音を聞くと、音は刺激的で痩せ、低音がまったく出ていないように聴こえる。でもこれなんかは、低音が出ていないというよりは（もちろん低音の出る出ないの差はアンプにもあるのだが）、それよりも中高音が耳障りで、その分低音が少ない様に感じられるのだと思う。
実際調べてみるとAVアンプの場合、歪が多いというのはもちろんだが、単に高調波歪が出ているというより、入力信号と関係ないデジタル的なノイズが結構乗っていたりするので始末に悪いというか、非常に耳につくのである。

AVアンプに限らず、パワーアンプなんかでもそうで、非常に下手に作ると高域の歪が多く0.数％レベルになって、これは中高音ばかりがうるさくなって、相当な電源を積んでいてもまるで低音が出ていないように聴こえたりした事がある（まあ歪率が0.1％程度でも歪っぽく感じない事もあるので、この辺の実情は複雑だが・・・）。
いずれにしろ、こういう場合は低音が聴感上足りないからといって低音をいくら改善しようとしてもだめで、逆に高音域の質を向上させる事が重要だ。

同じ事がCDP回りにも言えて、DACを良くしていくと低音が出るように聴こえて、今までのCDPの音が如何にに痩せた音かわかるようになってくる。最近DACを作り初めて（といってもDACのチップを作っているわけではもちろんないよ）良くわかるようになった（これって時代遅れ？）。

昔、スピーカーなどは自分で組み合わせるのが一般的だった頃は（スーパー）ツイーターを入れたり、ウーハーを入れたり入れ替えたりすると、高音をいじって低音が良くなった様に聴こえたりする事はよくあった（その逆もしかり）。その様な事は昔はオーディオ雑誌とか各所でいわれていた記憶があるが、今の様にケーブル交換みたいな事しかしない様になると、こういった経験は一般的ではないかもしれない。

それが「唯一すべて」というわけでも「必ず正しい」というわけではないのだが、低音を力強くしたかったら、逆に中高音にも着目した方がいい場合もあるでしょうということで、「低音(を出すに)は高音を」「高音(を良くするに)は低音を」という事でこれがオーディオの天才バカボンという事でした（マル）。