デジタルアンプLXA-OT3の電源OFF時のポップノイズ低減

あまりお金をかけずにパソコンの音質を良くしたいと思い、スピーカやヘッドホンを探しました。パッシブスピーカも候補に入れたいと思い、デジタルアンプLXA-OT3が付いている雑誌Stereo 2014年1月号を買ってきました。Stereoを買ったのは初めてですが、凡人の耳で良かったなと思います。

■ LXA-OT3の電源OFF時のポップアップノイズ対策回路

LXA-OT3はVRSWがONの状態でACアダプタのAC側を切ると、スピーカから大きなポップノイズが出ます。これではパソコンとの電源連動ができません。そこで下記の情報を参考に電源電圧が下がったらリセットICでC76を放電してSTBYにすることにしました。（MUTEのC60の放電も試しましたが、全く効果がありませんでした。）
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02284/
http://d.hatena.ne.jp/tsuru3/20121020/1350751382
http://d.hatena.ne.jp/tsuru3/20120815/1345025703

作った回路図を示します。追加回路は赤の点線枠内のリセットIC(M51957B)と抵抗3本とコンデンサ1個です。詳細はLXA-OP3.zipを見てください。デバイスモデルはいい加減なので正確なシミュレーションにはなってません。M51957Bの遅延コンデンサ(C301)が10uFだともっと遅延が大きいのですが、シミュレーションでは故意に短くなるようにモデル化しています。


動作確認したところ、小さくはなりますが若干ポップノイズが発生します。電源ON時のウーファーの動きは、遅延容量コンデンサ10uFを付けることにより無くなりました。検知電圧を限界まで上げれば、更にノイズが下がるかもしれませんが、個人的には十分許容できるレベルには下がったと思うのでこのままにしています。[2014/08/12]

LTspiceで書いた回路(電源部)：「LXA-OP3.zip」をダウンロード
LTspiceの所在： https://www.analog.com/jp/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html http://www.linear-tech.co.jp/designtools/software
LTspice入門：https://www.denshi.club/ltspice/2015/03/ltspice1.html、https://electronic-circuit.com/category/simulator/ltspice/
http://www.eleki-jack.com/KitsandKids2/cat196/ltspice/
(少し古いバージョンの解説なので、ファイル名などが異なりますが、操作は同じです。)

いい加減な回路なので、動作しない場合があるかも知れません。電圧や過渡応答が付属のACアダプタと異なる電源だとこの定数では使えないと思います。

もっとノイズを低減できる簡単な方法を知っている方はコメント下さい。

◆ LXA-OT3ポップノイズ低減回路の部品リスト例 [2015/01/12]
・M51957B 電圧検出システムリセットIC (Renesas)
・SOP8 (1.27mm) DIP変換基板 金フラッシュ
・カーボン抵抗 330Ω 1/6W
・カーボン抵抗 10kΩ 1/6W
・カーボン抵抗 100kΩ 1/6W
・電解コンデンサー 10μF 50V 85℃
・耐熱電子ワイヤー 3265 AWG24
・片面ユニバーサル基板　Dタイプ（47x36mm）　ガラスコンポジット
・はんだ 0.8mm
・六角オネジ・メネジ MB3-30

上記部品は秋月電子通商で購入しました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02284/
M51957BはSOPよりSIPの方がDIP変換基板も不要で半田付けしやすいと思います。
https://ja.aliexpress.com/item/M51957B-SIP-5/32819605235.html
この他まだ色々な店で売っていますが、新規採用非推奨、生産中止予告品のようですので、必要な方は早めに手に入れた方が良いかもしれません。[2018/08/19]

LXA-OT3が使用しているTDA7491HVのデータシートです。
http://www.st.com/web/jp/catalog/sense_power/FM125/CL1503/SC983/PF190643
LCD TVやMonitor用と書いてあります。f特は約20kHzで-2.5dB位です。
「No 'pop' at turn-on/off」と書いてあります。データシートのP.33に「Turn-on/off sequence for minimizing speaker “pop”」が書いてあります。これによれば、off時はstand-byの前にmuteとなっているので、しきい値を変えたmute用のC60の放電回路を追加すれば良いのかな？ 効果が分からないので試してません。試した方がいれば結果をコメントください。

プリアンプはNJM4558Dです。
http://semicon.njr.co.jp/jpn/product/opamp/NJM4580.html
NJM4558のマクロモデルが公開されているのでLTspiceで解析ができます。NJM4558のマクロモデルは2回路入りなので、Valueに「NJM4558_SUB」を指定すればOKです。上記zipファイルでは.libではなく回路図に直接マクロモデルを貼り付けてあります。

オペアンプ周りのAC解析をやってみました。上記zipに入ってます。間違っていたらコメントください。

本にはカスタマイズの記事が書かれていたので最も安上がりなオペアンプの交換をやってみました。リセットICを買いに行った時に、ついでに買っておいたOPA2134PAです。4558の数倍も高い170￥です。結果は全く変化が分かりませんでした。
カスタマイズの記事に誰でも効果が分かるポップノイズ対策記事が欲しかったですね。

ところで別のPCで使用しているアンプ内蔵スピーカ、YAMAHA YST-M200SPとCreative Inspire T10 IN-T10、はAC電源ON/OFF時に盛大なポップノイズが出ます。特にYST-M200SPは大きい音がします。SONY SRS-Z50は全くポップノイズが出ません。

YST-M200SPは、PC連動式タップで電源を入れていたら回路劣化により、右スピーカから音が出なくなりました。その状態でスピーカ側のスイッチをOFF/ONすると音が出るので、保護回路が働いているようです。最初は、ピンプラグを抜き差しすると音が出るので、接触不良と勘違いしていました。

■ HeadphoneとEarphone

話は変わってヘッドホンを色々試聴しましたが気に入ったものがありません。音のバランスはShure SRH940、装着感はSony MDR-1RMK2が良かったのですが。（MDR-1Aは1RMK2より音質が気に入らない方向に行ってしまいました。）

◇ Philips SHE9710
そこで、とりあえずイヤホンを買いました。PhilipsのSHE9710です。音質は悪くない印象です。ケーブルはタッチノイズが大きく、絡みやすく、つなぎ目のところが襟に引っかかり右が外れやすいです。

◇ Sony MDR-ZX770BN [2015/12/15]
無線+ノイズキャンセリングホンが欲しく、値段も下がってきたので買ってみました。ハウジングの遮音効果が小さく、NCの効果がとても小さいので、MDR-EX31BNより騒音が入ってきます。低音はSonyらしく盛ってます。乗り物の騒音の中で聞く時は、低音が聞きにくいので多少盛った方が良いのですが、これは盛り過ぎに感じます。

◇ Sony MDR-EX31BN [2015/05/01]
770BNが欲しかったのですがまだ出たばかりなので、小さくて安いこちらを買ってみました。zenfone 5はaptXに対応しているようです。
http://www.aptx.com/ja/product/asus-zenfone-5-a500kl-huon
MDR-EX31BNはデフォルトではaptXが有効になっていません。使用時間は、NC ONでSBC/AACだと9時間ですが、aptXだと6時間です。
http://helpguide.sony.net/mdr/ex31bn/v1/j/contents/04/01/02/02.html
http://helpguide.sony.net/mdr/ex31bn/v1/j/contents/01/03/01/01.html
騒音の多い外で使う場合、SBCとaptXの音質差は感じません。よって、消費電力の少ないSBCの方が実用的かもしれません。但し、20kHzが聞こえる人には差が分かるのではないかと思われます。
http://blog.ipodlab.net/Entry/1149/
NCの効果はかなり控えめのような気がします。新幹線などの乗り物ではゴーという騒音が下がるのでボリュームを少し下げられます。大きな音のイヤホンやヘッドホンは難聴になるとも言われているので、ボリュームを下げられるのは良いことだと思います。

■ Speaker DALI Sensor1

LXA-OT3用のスピーカを買うために、パソコンラックに載る小型のDALI Zensor 1、Tannoy Mercury V1i、Monitor Audio Bronze BX1、DALI LEKTOR 2、JBL 4312M II、他を少し試聴したのですが、それぞれかなり音色が違います。どの音が良いのか分からなかったので、とりあえずDALI Zensor1にしました。試聴した中では最も低音が小さかったのですが、板壁から10cm配置(低音が出やすい環境)で聴くとバスドラやベース音も大きく、悪くない印象です。http://www.stereophile.com/content/dali-zensor-1-loudspeaker-measurements
下記経路で周波数特性を測定してみました。
PC(ASUS G73Sw) ---> 音源(WaveGene,20-20kHz,Linear sweep) ---> Audio DAC(YAMAHA DP-U50) ---> AMP(LXA-OT3) ---> Speaker(DALI Zensor1) ---> 部屋 ---> Microphone(BEHRINGER ECM8000) ---> Phantom Power Supply(BEHRINGER PS400 MICROPOWER) ---> Microphone Input --- PC(G73Sw) ---> WaveSpectra
パソコンのファンで50Hz以下の暗騒音は-30dB弱あります。13kHzあたりからの落ち込みはLXA-OP3のf特やサンプリング周波数48kHzの影響も若干あるかもしれません。マイクも校正されたものではないので不正確です。但し、聴感でも120Hzの盛り上がりと7～8kHzの落ち込みが少々気になります。無響室ではないので部屋やパソコンラックのf特の影響が大きいですね。
DP-U50のEqualizer=FLAT

DP-U50のEqualizer=+6dB/63Hz

63Hzを上げると120Hzも上がってしまいますね。

7～8kHzはDP-U50のEqualizerで6.3kHzを上げると印象が変わります。

測定結果の高域の細かい暴れは部屋の共鳴もありますが、サンプリング周波数の影響もあります。マイクのサンプリングを192kHzにすると改善するようです。

WG.exeで120Hzを再生して、手でバスレフポートを塞ぐと聴感で音量が下がります。バスレフポートにスポンジを詰め込むと、低域全体が下がってバランスが悪くなる印象です。バスレフポートを思い切り長く延長して共振周波数を下げるとどうなるのかな？サブウーファーという手も考えられそうなので、サブウーファーを探してみましたが、全く置く場所が無いので無理ですね。
http://www.fostex.jp/products/PM-SUBn(GB)

Room EQ Wizard と Equalizer APOで音質を調整しました。⇒ https://bigarrow.tea-nifty.com/blog/2020/10/post-cc33eb.html