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猿でも分かるGND分離と擬似バランスとQバランスとバランス(仮


どれも4極プラグのヘッドホンを使うという点では同じである。4極プラグのヘッドホンは、左右2つのユニットから2本ずつ、計4本の線が省略されずにそのまま4極プラグに繋がっている。


ヘッドホンにおいては三種類の方式における構造上の区別は存在しない。三者の違いはアンプ側の違いである。




従来のヘッドホンのプラグは3極である。これは元々4本あった線のうち2本をまとめて3本で済ませているからである。
ヘッドホンの耳の部分ですでに3本にまとめられて3芯のケーブルで配線されているものと、プラグのところまでは4本のまま来ているものとがある。



4本の線を3本で済ませたほうがシンプルだし、特に問題はないとされていた。しかし、ヘッドホンの性能向上などによって3本か4本かの違いが聴き取れるようになり問題視されることとなった。
ケーブルが3芯のヘッドホンをリケーブルで4芯に変更すると、音の定位がはっきりする効果が得られた。



ケーブルを4本にしても、ヘッドホンのプラグやアンプのジャックは3極なので、どうしてもここで3本にするしかなかった。
そこで工夫して、ヘッドホンアンプの別の端子(ライン出力とか)を利用して、ヘッドホンのケーブルが4本のままアンプ内部の基板まで繋がるようにした。このやり方が、プロオーディオのライン接続における「疑似バランス」に近い部分があるので、そう呼ぶことにした。

※ライン接続の疑似バランスとヘッドホンの疑似バランスでは得られる効果は違う。



その後、上記の方法を工夫しなくても出来るように、最初から4極のジャックをつけた製品がOPPOやソニーから出始めた。(インスパイアされたかは知らん) それらはメーカーにより「グランド分離」と呼ばれている。



疑似バランスとグランド分離については基本的に同じ構造のものを指しており、本来4本の線がヘッドホンジャックのせいで3本にまとめられている部分を改善したという点において、その原理と効果は同じである。

ただし、機器の設計において分離する効果を特別に配慮しているものや、ただジャックの部分を分けただけのものなど、改善効果の度合いについてはこれらの名称だけでは判断できない。



バランス駆動については、従来のシングルエンド(アンバランス)のアンプではなく、バランス出力のアンプを搭載したしたものを用いる。

疑似バランスやGND分離接続では最終的に4本の線が3本にまとめられて回路上の同じ箇所に繋がるのに対し、バランス駆動においては4本すべてに別の信号が加わるので、そもそもまとめることが出来ない仕組みのものである。








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以下は余談的なやつ


■ジャックだけ4極のものと、基板上の回路までGND分離しているものの存在について

共通インピーダンスの大きさ的にはイヤホンケーブル>ジャック>基板って感じだろうけど、基板で分離とかいっても結局は入力のGNDも電源も同一なんだろうし、下手に意識しすぎると3極プラグを挿したときに問題おきかねない。ZX2みたいに…。

参考
zx2の音、4極ジャックについて調べたこと
http://togetter.com/li/788820

従来のシングルエンド接続の違いというのはジャックの部分が3極か4極かということになるのかな。イヤホンの線が3芯か4芯かではGND分離とは言わないよね。GND分離において一番意味のあるのはケーブルなのに。




■参考情報

iFI nano iDSD ポータブルアンプの動作
http://fixerhpa.blog.fc2.com/blog-entry-260.html

iFI-Audio nano iDSD RCA変換ケーブル
http://fixerhpa.blog.fc2.com/blog-entry-261.html

ステレオジャックによる逆相クロストーク
http://fixerhpa.blog.fc2.com/blog-entry-264.html

ポータブルプレーヤーの擬似バランス
http://fixerhpa.blog.fc2.com/blog-entry-268.html



■ツイッターに書いたやつテキトーに貼っとく


DAPの疑似バランス(擬似バランス)の起源的なやつ、もともとポータブルに興味無かった俺がなんとなくハイレゾとかいってiFIのアレ買ってきて、なにこれ音おかしいじゃんって調べたらジャックの品質が悪くてガバガバで、RCAの端子も同じ信号出てるからここから取ればええじゃんってなって、
そうすれば左右チャンネルのGNDを根元から分けて結線できるからセパレート向上するぞってことで、業務機のそういう接続にちなんで擬似バランスって呼んでたところ、当時俺DAPとか持ってなかったんだけど、これ普通のDAPでいけるんじゃねってぜんら氏がDX90でやりはじめて、その流れで
それならもっと性能上げるためにバランスアンプ作ろうぜーってなったんじゃんね。一年半前くらいの話かー。

で、DX90も最初はライン出力のGND使ってやってたんだけど、実はヘッドホンジャックが(マイク付きイヤホン対応のためか)もともと4極になってて、これ4極プラグでいけるじゃんーってなって。
そしたら後からOPPOとかソニーが「GND分離接続!」とかいいだしたんだよ。

で、昨日も掲示板の話で、ブラインドでクロストークがわかるのかとかどうのこうの言われてたけど、元はといえばこういう感じで音がおかしいと思った機器の品質不良を改善するところから始まっているから、これこそほんと「聞いて判断」なんだよねー。

名称については何と呼んでも構わないけど、せっかくのアイディアを有用に使うことと、そもそも3極のジャックの品質を上げる努力もしてくれよ!! ってところはあるね!

自分自身、ヘッドホンを4線化するとセパレートが良くなるなんてのは10年以上前からやってたけど、まさかジャックの接触抵抗まで問題にしないといけないなんて思ってなかったし、実際に測るまではインピーダンス10Ωのイヤホンのことまで想定してなかったんだよね。


疑似バランスになぜ「バランス」という用語が入っているか、というか既存のその語句をヘッドホンに用いたかという理由は明確で、「バランス接続用のヘッドホンを使うから」に尽きるんだよな。変な呼び方するせいで、GND分離用リケーブルとか実質中身一緒の製品が別名で出てくることになる。


業務用オーディオのライン接続における擬似バランスも、コネクタが対応しているから擬似バランスなんだよね。
アンバランス出力のCDプレーヤからバランスの卓に繋ぐ場合、2芯シールド使ってCDプレーヤの直前まではバランスのまま結線するのが通常なんだけどね。

ヘッドホンのバランス駆動って呼びかた、本来俺も好きじゃないんだよね。ヘッドホンのコイルってバランスで巻かれてないからさー。でもそういう名前になっちゃったから今更しょうがねーって感じ。



■バランスアンプについて

信号伝送にともなう問題が改善する見込みがあるからバランスアンプを作ったわけであって、ただ作ってみただけのと一緒にされたくないってのはある。

ヘッドホンのバランス接続についてはアンブレラカンパニーさんあたりがけっこう前からやってた覚えがあるけど、当時それを見ても面倒くさいしそこまでやる意味あんのかな? て感じで手を出さなかったんだよね。
だからこそ、実施するメリットと、いかに簡単に実現させるかを目指したわけで。


※追記
2017.10現在、同じ原理で別の呼び名をした製品が出てきました。
元々、ここのメーカーのジャックが粗悪であることによって、擬似バランス接続を考案した身として何ともいえない気持ちでいっぱいですww

nano iDSD BLの3.5mmTRRS四極接続「Qバランス」
http://ifi-audio-jp.blogspot.jp/2017/10/nano-idsd-bl35mmtrrsq.html
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4芯ケーブルをヘッドホンに使用する場合の結線について

4芯ケーブルを使ってステレオヘッドホンのリケーブルをする場合、電線のペアの組み方によって性能が変わってしまうという事について調べてみました。


事の発端は、先日購入したオーディオテクニカのヘッドホンATH-WS1100をバランス化改造するときに気になったことで調べてみたものです。

IMG_3954.png


IMG_3961.png


リケーブルの際に使えそうなケーブルを探した結果、今回はオヤイデのHPC-28-4Uを使ってみることにしたのですが、商品ページの図と、現物とでケーブルの色と配置の関係が異なっていることに気づいたのです。



商品ページの図
HPC-28-4U.png



現物
IMG_3959.png


本来、左右の信号線をまとめて束ねてしまう構造は信号のセパレーションの観点から望ましくないのですが、なかなか適切な構造のケーブルが市販品で存在しないため、しばしば妥協して4芯ケーブルが使われることがあります。(知らないで使ってる人もいそうですが!)

この時、左右チャンネルの干渉を少なくするためには、対角線上に存在する2つを、片チャンネルの±で使用するほうが望ましいと考えられます。
しかし、今回の電線でその組み合わせをすると、説明図の構造だと片chは赤と白、もう片chは緑と黒というようになり、左右チャンネルの色別としては分かり難くなってしまいます。
この点において現物のような配列になっていれば白と黒、赤と緑という組み合わせで使用できるため、色別しやすいです。

IMG_3965.png
4本の芯線をどう割り当てるかによって伝送特性が変わる可能性があります。
また、右図の場合、下記の2パターンが存在し、クロストークする信号の位相が変わると考えられます。



IMG_3966.png



そこで、

4芯ケーブルのペアの取り方によって信号の干渉度合い(クロストーク)が異なるのかどうか測定してみることにしました。

IMG_3967.png



用意したケーブルはmogamiの2893というスターカッドタイプのマイクケーブル。長さは2mです。
IMG_3962.png



測定回路は以下のとおり
IMG_3970.png


オーディオアナライザのオシレータ出力を、ヘッドホンアンプ「ありやす」に接続。信号源インピーダンスほぼ0Ωの信号出力を用意します。片方のペアにはこの信号を、もう片方のペアは無入力にするため、電線の端をショートさせておきます。

電線の反対側はそれぞれのペアに10Ωの終端抵抗をつけ、アナライザへ接続。片側のチャンネルに印加された信号および、無入力のチャンネルに漏れた信号をそれぞれ測定し、無入力側に漏れ出てきたクロストーク成分を算出します。


信号源側
IMG_3968.png




測定結果は以下のようになりました。

グラフの緑色は、対角をペアにした組み合わせ(赤白と黒青)
青色は隣り合ったものをペアにした組み合わせ(白黒と赤青)
4芯クロストーク

対角でペアを組んだほうが、なんと40dBも特性が良いことがわかりました。


また、このクロストークは電線間の静電結合ではなく電磁結合によるものであると考えられ、負荷の抵抗が小さいほど干渉が大きくなるようです。



そこで、特性の悪かった組み合わせで、負荷の10Ωを300Ωに変更した場合のデータも取ってみました。

緑が先ほどと同じ10Ω負荷、青が300Ω負荷です。
4芯クロストーク2
負荷がここまで軽くなればクロストークもだいぶ改善されます。

これはGNDの共通インピーダンスによるクロストーク発生と同じで、インピーダンスの低いヘッドホンほど、電線のクロストークに気をつける必要があるといえます。



ヘッドホンやイヤホンのリケーブルにおいて、本来モノラルバランス信号用で使用するスターカッドタイプのマイクケーブルを流用する場合がありますが、そういった場合は特性が悪化しないよう(もしくは望ましい音になるよう)、色で選ぶだけでなく、その配置で芯線の組み合わせを検討する必要があるといえます。


特に、CANARE L-4E5Cや4S6などといったケーブルの場合、4本のうち同じ色が2本ずつある場合は注意が必要です。
IMG_3973.png

写真のような構造のケーブルの場合、モノラルのバランス信号なら青同士を束ねてHot、白同士を束ねてColdとするのが正解ですが、これをステレオ信号に流用する場合、「Lch: 青白、Rch: 青白」というようにすると、クロストークの多い結線となってしまいます。

ハイレゾ音源に関するアンケート

twitterのアンケート機能を使って、様々な条件で作られた音源がハイレゾなのかニセレゾなのか、みなさんで判断してみましょう!
匿名ですのでお気軽にどうぞ!


■ハイレゾに関するアンケートの回答者の方々へ

一般ユーザー(聴くのみ)です。
音源の制作に携わっています。
https://twitter.com/fixerhpa/status/661797331222663168


■CDをアップサンプリングしただけのハイレゾ音源も存在するそうですが、さて、アーティストとエンジニアがCDをリッピングしてアップサンプリング、「これこそが私の望む表現だ」と感じたら、それは正当なハイレゾ商品として成り立つでしょうか

はい。それは正当なハイレゾ音源です。
いいえ。ニセレゾです。
https://twitter.com/fixerhpa/status/661722809907810305


■高域補完技術(○2HDとか)を使って、CDマスターから作られたハイレゾ化したものは、正当なハイレゾ商品といえるでしょうか。

はい。それは正当なハイレゾ音源です。
いいえ。ニセレゾです。
https://twitter.com/fixerhpa/status/661723542350786560


■マスタリングスタジオでCDを再生。一度アナログにするとチャラになるので、アナログでイコライザーとかコンプレッサーとかのエフェクタを使ってハイレゾで録音しなおしたら、それは正当なハイレゾ音源でしょうか。

はい。それは正当なハイレゾ音源です。
いいえ。ニセレゾです。
https://twitter.com/fixerhpa/status/661723616090808320


■24bit 48kHzで録音された素材を、96kHzの環境でミックスダウンしなおして96kHz 24bitで出力した音源は正当なハイレゾ音源といえるでしょうか。

はい。それは正当なハイレゾ音源です。
いいえ。ニセレゾです。
https://twitter.com/fixerhpa/status/661724274730774528


■24bit 96kHzでレコーディングし、DAW上でミックスダウンして24bit 96kHzで出力した音源は正当なハイレゾ音源といえるでしょうか。

はい。それは正当なハイレゾ音源です。
いいえ。ニセレゾです。
https://twitter.com/fixerhpa/status/661724502221414400


■ハイレゾは、あ、やばい、ゾクゾク

する
しない
https://twitter.com/fixerhpa/status/661725569122340865


■CDやハイレゾなどの録音物のレコーディングや販売時における、24bit 96kHzなどといったスペック(数字の違い)について

その選択も音楽表現の一部である。
演奏の記録形式の違いに過ぎない。
https://twitter.com/fixerhpa/status/661782959117066240


■40kHzどころか構造上、可聴域の高音の収録でさえも不利とされる「ダイナミックマイク」のみを用いて96kHzサンプリングで録音した作品は、正当なハイレゾ音源か

はい。それは正当なハイレゾ音源です。
いいえ。ニセレゾです
https://twitter.com/fixerhpa/status/661790949022892032



質問は追加されるかもしれません。良いお題を思いついた方はお知らせください。
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fixer

Author:fixer
http://fixerhpa.web.fc2.com/
Twitter @fixerhpa
頒布中のバランスキット関連はこちら

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