グランドチューンを考える

16/12/17初稿

 「電線病治療」によって、ケーブル事情からのチューニングの“めやす”というか“よりどころ”というか、はある程度得ることができました。
 それに基づき以下のようなコンセプトを想定して、「UD-503にT1 2ndを投入して発覚した“セッティングのダメさ加減”」の改善を試みました。


■グランドチューン・コンセプト

・シールドやアース線が浮いてるケーブルは使わない(浮いてしまうように使わない)
 なので、アースがないコンセントにはアース線もシールドもないケーブルを用いる。
 自作の場合はそれを意識して組み立て、使用する。

・アース有意な機器のアースをどうするかは熟考必要
 アース有意な機器では、アースは信号GND(デジタル音声信号GND・アナログ音声GND)とショートする(のが一般的だと思う)ので万全の注意が必要。
 例えばATX電源のPCではアースとUSBのGND(ケーブルのシールドも)はショートしているので、それらと完全アイソレートでない限り、USB接続した時点で「USB-DACユニット内の信号GNDはアースとショート」する。
 さらに、ATX電源のインレット内にはノイズフィルタとしてYコン(ACラインとアース間のコンデンサ)が入っている。
 なので、アース有意な機器でも接地せずデジタル音声信号GND・アナログ音声GNDを保護した方がよい場合もある。

・電源系機器でアースピンやアース穴が筐体とショートしている場合は留意する
 例えば、CSE製電源レギュレータRG-50は入力側は2pin直出しケーブルなのでアースピンがないが、出力側にはアース穴があり筐体とショートしている。そのアースを接地するか否か。
 例えば、CSE製アイソレーショントランスTX-200はトランスにアース線が引き込まれている。詳細不明だが、トランス内の1次と2次を絶縁するシールドに接続されていると推定される。そのアースを接地するか否か。「アースセレクタ」などの機能とも関連する。

・システム内にアース有意な機器が2台以上ある場合はアースループに留意する
 上述の通りアース有意な機器では信号GNDとアースはショートしているハズなので、接地した当該機器をインタコで接続するとループが形成される。ただし即NGとは限らない。
 国産メーカ品で組むオーディオシステムにアース有意な機器が含まれるケースは稀だと思われるので問題になるケースは少ないハズ。
 それでもループになる例としては、ATX電源のPCからUSBでDACユニットに繋ぎ、「DACユニット」と「アース有意なTV」がアナログ音声ケーブルで同じアンプに接続されているケースなど。

・グランドとアースを区別して考える(AC-COLDも)
 媒体によって定義が異なることがあるので、どっちの意味で記されているのか注意する必要がある。

・グランドループとアースループを区別して考える
 本Blogでは以下のように使い分けている。
  アースループ:上記の通り。
  グランドループ:AC側(1次側)とDC側(2次側)のアイソレーションが緩いため
            AC-COLDと信号GND(FG)を経由してループすること。

・アース無意な機器でも、アース線やシールドありケーブルを接地して使うと「ノイズ誘導・被誘導低減効果」がある可能性がある
 電線病記事記載の通り。あくまで可能性があるかも? レベル。
 これを期待する場合はケーブルは長めの方がよいかも知れない。

・アース線・シールド有無ケーブルの場合の構造を考慮する
 シールドありなら、太めのドレイン線とシールドがアース線を兼ねるケーブルが望ましい。
 同じくアース線有意なケーブルでもシールド有無によっても差違がある可能性があるので使い分けを考慮する。


 繰り返しになりますが、「アースの質」「電源の質」にも依存するでしょうから絶対的なハナシではないのは言うまでもありません。


■グランドチューン・実践

・ACケーブル適材適所
 上記コンセプトに基づき既存品の使用箇所を入れ替え。アース線のない2pinタイプを追加投入。
 直接関係ないですけどアースが関係するプラズマテレビも対象にとっかえひっかえ(笑)。

・ケースGND強化
 プレーヤPCを組んだ当初は黒にしたくて「Abee製パーシャルアルミケースSmartP6」を新調して用いていたのですが、このケースは内装は鉄ですが黒塗装されており表面に導通はありません。

   ←こんなカンジ

 今回、筐体グランド(FG)を強化するため(ホントに効果あるかは判りませんが)、余ってた「星野金属(Windy)製フルアルミケースMT-PRO1250 CROWN」に組み替えました。アイボリー&ややデカすぎることから使ってなかったのですが、フルアルミ・内装も塗装なしの方を優先で。
 ケース以外のパーツは同じですが、ACやRCAなどがほぼ同様のケーブリングでも高域の破綻がなくなった気がします。もちろんホントかどうかは解りませんが(苦笑)。

・USBケーブルのGND構造
 WireWorld製USBケーブルSilverStarLight(以下SSLと略)は、シールドとVbusGNDがショートしてるのが特徴的です。
 アコリバ製USB-1.0SPSは、データ用ケーブルにはVbusGNDも通していませんでした。

 実は、今回のチューニングで何をやっても違和感とれずメゲそうになった時、USB-1.0SPSからSSLに換えただけでウソのようにそれが無くなったんです。SSLからUSB-1.0SPSに入れ換えた時はほとんど違い感じなかったのですが。その後ヘッドホンとPC筐体とACケーブル換えてるワケですが、この変化はちょっとビックリです。

 その後以下の展開を経てUSB-1.0SPSに戻していますが、善し悪しではなく“変化”はかなり大きかったことを記録しておきたくて。

・アナログGNDとデジタルGNDを分離
 UD-503はデジタル電源・GND(VbusGND)のアイソレーションを謳っていますので、「USBケーブルのシールド在りよう」がかなり影響する機体なのかも知れません。

 ただ、このアイソレーション疑問があるんですよね。

 UD-503のUSBコネクタ部のシールドはFG(=アナログGND)とショートしています。
 PC側では、ふつうUSBシールド=FG=デジタルGND=VbusGNDです。自作デスクトップはもちろん、ノートPC(もちろんメーカ製)でもこうなっています。手持ちのVersaPro、Thinkpad X220で確認しました(VersaProではUSB3.0と2.0両方、電源ON/OFF状態両方にて)。

 ということは、UD-503の内部でVbusGNDをアナログGNDとアイソレーションしても、USBケーブルを介して結局PCのGNDとショートしてしまうのでは?
 UD-503のアナログGND(=FG)をデジタルGNDから守るためには、BコネクタのシールドをFGに接続せずアイソレートするか未接続にする必要がある気がするのですが…

 ということに気づいてしまったので、ならばとSSLのBプラグのシールドシェルにセロテープを巻いてUD-503のBコネクタシールドと絶縁してみました。これでPCのデジタルGND(VbusGND&シールド)とUD-503のアナログGNDはアイソレートされるハズです。

 激変は感じませんでしたが、これで運用してみようかと思います。

・ATX系PCのアイソレーション
 ATX系PCを使ったPC-Audioのアース・FG・GNDについて改めて整理してみます(ATX電源ではなくACアダプタ電源などのシステムでは別事情となります)。

 ・ATX系のPCでは、信号GNDとFGはショート、FGはアースとショートしているのが一般的
 ・ATX電源では、COLD(HOTも)はインレットフィルタYコンでアースと接続されている
 ・PCのGNDは、USBのVbusGNDやシールドを介してDACユニットのGNDとショートしているのが一般的

 つまり、ATX系PCでは信号GNDはYコンを介してCOLDと容量接続していることになります。「スイッチング電源はAC側と機器内DC側のアイソレーションが甘くなりがち」どころではなく、意図的に容量もって繋がってるワケです。
 PCとしては問題ないのでしょうけれど、オーディオプレーヤとして組み込むと、USB-DACのGNDもAC-COLDと容量接続していることになりますよね。

 DACユニットはオーディオ機器ですから電源部におけるAC側COLDとDC側GNDのアイソレーションはそれなりに強力だと思います。
 しかし、PC側で“明らかに緩んでる(敢えてYコン入れてる)”状態なワケですから、通常のオーディオシステムよりグランドループ条件は悪いのかも知れません。

 じゃあ、どうすればいいんでしょう?

 PC電源をコンセントACとアイソレーションすればよいハズです。アイソレーショントランスを入れればよいってことですね。「PCのGNDとの絶縁が緩くなったCOLD」と「コンセント側COLD=DACユニットに入るCOLD」がアイソレートできるワケですから、DC側GNDで繋がってもAC側で切断できます。
 元々「PCの電源はスイッチングだから」という理由でトランス入れてたのですが、「ATX電源は信号GNDとアースの絶縁が緩いから」というより重大な効果があったということですかね。

 しかし、考えているうちにちょっと気になることが…

・アイソレーショントランスの功罪
 もしかして今回の一番のトピックはこれかも。

 アイソレーショントランスTX-200の内部トランスにはアース線が接続されています。正確には解りませんが、トランス内シールドがアースに落ちていると推察されます。少なくとも、「トランス内でアースが何らかの役目を担っている」とは言えると思います。
 ATX系PCのアースはGNDとショートしています。
 ATX系PCのアースはCOLDとYコンで容量接続しています。つまりGNDとCOLDが容量接続しています。

 この理解が正しければ、「アイソレートすべき入力側と出力側の間にCOLDに容量接続した信号GND(=アース)がある」ということになります。
 う~ん、なんだかあまりヨロシクナイ気がしてきました。
 といって、TX-200を外すと決して良くはなりません。PCのアースを浮かせても良くはなりませんでした。PCアースはATX電源の中でGNDとショートしYコンでCOLDと繋がってますから、やっぱり放置はできないと思えます。

 この状態の概念を図示してみます(Bコネクタはセロテープシールド状態)。繋いだり外したりのバリエーションは脳内シミュレーションで(笑)。

ATXとアースとGND

 さてどうしましょう?

 現在はPCとUD-503だけ使っておりUD-503から他機器への接続はありません。ですのでPCとUD-503という2機の間だけアイソレートすればよいワケで、よってアイソレーショントランスはどちらに入れてもいいハズです。シールドにアースが接続されている状態は変わりませんが、信号GNDの在処が1次側2次側逆になることで変化するかも知れません。
 ということで、PC側ではなくUD-503側のACをTX-200から取るようにしてみましたら明らかに良くなりました。やっと金脈掘り当てた感あり(笑)。

 しかし、さらにいろいろ試してみたら、UD-503電源をレギュレータから取るだけでも(TX-200を外しても)同じ傾向でした。まあ、レギュレータですからね。
 UD-503側に何も入れないとやっぱりダメなのですが、PC電源を接続先を「UD-503接続先コンセントとは別の、離れた壁にあるコンセント」に変えてみたらそれでも同じ傾向の効果がありました。

 つまり、ATX電源入力にアース有意なトランスを置かず、かつ、何らかの方法で「PCが宅内電源へ与える悪影響」を減少させればよい(というか必須)、というような結果になりました。
 室内配線の長いACケーブルで隔てられているだけでも効果あり、ということですかね。定かではありませんが。

 ということでこんなカンジになりました(CSE製ノイズフィルタNFW-30は無視してもいいと思います)。

ATXとアースとGND2

 どうも、「ATX系PCの信号GNDはアースとショートしておりアース経由でAC-COLDと緩い関係にもなる」ので、内部シールドがアースになっているトランス経由したりするとハナシがヤヤコシクなるようです。

 なお、上記は、「USB-VbusGNDをアイソレーションしているUD-503」に「USBシールドを“セロテープアイソレーション”して接続」している環境条件と相まっての結果かも知れません。


■顛末

 これらに基づいてAC環境再構築した結果、やっとマトモにT1 2ndが聴けるようになりました。同時にMDR-Z7やHD700もそれぞれの特徴が出た好ましい音になりましたので、おそらく正しい方向の調整だったのだと思います。
 DACユニットたるUD-503ではなくプレーヤPCの電源環境(筐体,ACケーブル,アイソレーショントランス,ノイズフィルタ)が主たる調整対象になりましたが、変わるもんです。

 リサンプラ設定に続き、UD-503のDSDフィルタの違いも感じられるようになりました。50kHz(AK4490のデフォルト)にした方がエネルギッシュですね。特に中低域。高域は抑制されるため(ホントかな?)でしょうか、キツさは取れますが空間は若干狭くなるような。
 ちなみにT1 2ndのスペックは5~50kHzとなっています。

 いや~しかし、これだけ条件付けて組み合わせ制限しても「とっかえひっかえ試聴」は途中でメゲそうになりました(苦笑)。なんとか落ち着いてよかったっス。


 余談ですが。
 なんだか5~6時間チューニングして鳴らしてると、最後にヘンな音質になることがある気がするんですよね。
 悪化したと言うより“聴くに堪えない”というカンジ。で、切り上げて翌日聴くと何も変えてないのにいい音に聴こえる。
 数時間鳴らしたまま放置後聴いてみると印象が全く違うこともあります。
 耳とか頭のせいですかねぇ? それとも変更したケーブリング環境に“馴染ませる”時間が必要なんでしょうか?
 前者なら、あまり長時間連続でやらないようにする必要ありますね。後者だとすると時間かかって仕方ないですねぇ。


 以上、とあるグランド・アース系チューニングの顛末でした。決して一般論ではありません。個人的感想です(笑)。


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