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電話のノイズを大幅に低減できた。 [電子機器]

かなり前に書いた事がありましたが、私の家ではオーディオ システムのサブウーファーを使用していると、電話機に盛大なノイズが入り、通話ができずに困っておりました。

ブログ記事: 怪現象! 受話器から不気味な音が...!
http://crater.blog.so-net.ne.jp/2012-04-04

普段の通話ではノイズは無く、サブウーファーを起動している間だけ強いノイズが入ってしまいます。
嘗て繋がっている沢山の電子機器のスイッチを1つづつ入り切りしたり、配線を替えて検証したのですがその時は解決策は見出だせませんでした。

この度、時間を掛けて徹底的に調べましたところ、ノイズの正体とノイズが電話機に侵入する経路が判りました。

まず、発生源はサブウーファーに搭載されているスイッチング電源でした。
これは60[kHz]のノイズを発生させておりました。

オシロスコープのプローブをネットワーク スイッチのポートとLAN ケーブルのプラグの接点に当てて波形を見ます。
Network Switch_Oscilloscope_1 オシロスコープのプローブの先をネットワーク スイッチのポートとLAN ケーブルのプラグの接点に当てているところを撮影した写真。
この写真のネットワーク スイッチはノイズ対策で導入したBuffaloの " LSW3-GT-5NS/BK " という製品です。詳しくは後述しますが、ノイズ低減効果は素晴らしいものでした。

Oscilloscope_Network Switch_2 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
オシロスコープでノイズ波形を見てみました。
これはネットワーク スイッチのポートに表れたノイズ波形です。
このノイズは60[kHz]の周波数である事が判ります。

次に、経路ですが、以下の様な経路を辿ってノイズが伝わる事が判りました。


サブウーファー --> RCA端子のオーディオ ケーブル --> AV アンプ --> HDMI ケーブル --> PlayStation 3 --> LAN ケーブル --> ネットワーク スイッチ --> LAN ケーブル --> 光回線終端装置 --> 電話線 --> 電話機


という流れで、発生したノイズが伝達し、電話機に侵入しておりました。
また、厄介な事に、上記の構成ではPlayStation 3の映像と音声の信号をHDMI接続でAV アンプへ直接接続しておりましたが、これを止めて、LCDにHDMI接続で映像信号を送り、音声信号はAV アンプへ光ディジタル ケーブルによって電気的に絶縁して接続して送出してみたのですが、すると今度は以下の様な経路を辿ってノイズが伝わってしまいました。


サブウーファー --> RCA端子のオーディオ ケーブル --> AV アンプ --> HDMI ケーブル --> 液晶ディスプレイ --> HDMI ケーブル --> PlayStation3 --> LAN ケーブル --> ネットワーク スイッチ --> LAN ケーブル --> 光回線終端装置 --> 電話線 --> 電話機


経路の途中に液晶ディスプレイが挿入されただけであり、グラウンドに侵入したコモンモード ノイズは遮る事ができませんでした。

更には、PlayStation 3を取り除くと、今度は以下の様な経路を辿ってノイズが伝わります。


サブウーファー --> RCA端子のオーディオ ケーブル --> AV アンプ --> HDMI ケーブル --> 液晶ディスプレイ --> HDMI ケーブル --> ミドルタワー型PC --> LAN ケーブル --> ネットワーク スイッチ --> LAN ケーブル --> 光回線終端装置 --> 電話線 --> 電話機


今度はPCを経由してノイズが伝わってしまいました。


このままでは埒が明かないという事で、ネットワーク スイッチ(スイッチング ハブとも言う)をアップグレードしてみる事に致しました。

元々使用していたのはBuffaloのLSW-TX-5EPBという昔の製品でした。
これは安価ですが、プラスティック筐体で、電源は小型のAC アダプターです。
ポートのノイズの絶縁も高品質とは言えないものかもしれません。

これを同じくBuffaloの現行製品の "LSW3-GT-5NS/BK" という高品質な製品に変えてみました。
こちらは金属筐体で、電源は少し大きめのものが内蔵されております。

"Buffalo" / "LSW3-GT-5NS シリーズ" の製品情報ページのURL:
http://buffalo.jp/products/catalog/network/lsw3-gt-5ns/

そして、交換した結果ですが、大きな効果がありました。

以前は電話機の通話に全く相手の声が解らない程の大きなノイズが入ったのですが、現在は通話に支障が無い程度にまでノイズが小さくなりました。

完全にノイズが無くならなかったのは残念ですが、これで一々電話をする度にサブウーファーの電源を切らずに済みます。

更にノイズを減らしたくなったら電話回線のケーブルの間に挿入するチョーク コイル型のノイズ フィルターを使えば良いかと思います。


ここで、オシロスコープで調べた様々なノイズ波形をご覧頂きたいと思います。
まずは、何も繋がっていない状態のオシロスコープの画面写真です。
Oscilloscope_1 オシロスコープの画面の写真。波形は水平直線で値は0である。

次に、私の身体。プローブを指で触れた状態です。
Oscilloscope_Finger_1 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
東日本の商用電源周波数である50[Hz]のノイズ波形が表れております。
人体がアンテナとなって商用電源の放出された電磁波を受けてこの様な波形が観察されます。

Oscilloscope_Finger_2 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
同じく指にプローブを当てた状態ですが、先程の50[Hz]に乗っていた細かいノイズ波形です。
サブウーファーのスイッチング電源から出た60[kHz]の電磁ノイズを私の身体が受信しております。

次はAV ラックです。メタル ラックですがメッキされているので、メッキが薄いくびれ部分にプローブを当てます。
AV Rack_Oscilloscope_1 AVラックの金属ポールにプローブの先端を当てているところを撮影した写真。

Oscilloscope_AV Rack_1 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
歪な波形が表示されております。
50[Hz]の商用電源由来のものです。

Oscilloscope_AV Rack_2 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
60[kHz]のサブウーファー由来のノイズ波形です。

記事の最初の方でお見せしたネットワーク スイッチに表れたノイズ波形の商用電源のノイズの方を表示させた写真です。
Oscilloscope_Network Switch_1 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
波形の山が反転したりしております。
大きなノイズですが、商用電源のノイズは電話機の通話には影響しないようです。

最後はAV アンプを見てみます。
AV Amplifier_Oscilloscope_1 AVアンプの筐体のネジの十字穴にプローブの先端を当てているところを撮影した写真。
筐体のネジの十字穴にプローブを当ててみました。

Oscilloscope_AV Amplifier_1 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
やはりAV アンプにも50[Hz]のノイズが表れました。

Oscilloscope_AV Amplifier_2 オシロスコープの画面の写真。ノイズ波形が映し出されている。
AV アンプはサブウーファーと直接接続されている為、盛大な60[kHz]のノイズが観察されました。

アンプのシャーシにこの様なノイズが観察されるという事は、オーディオ回路にも音質上良からぬ影響を与えているのかもしれません。
コモンモード ノイズ、電磁ノイズは実に厄介です。


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[後日追記]
対策の効果ついては以下の記事をご覧下さい。

ブログ記事: ノイズ低減効果の確認
http://crater.blog.so-net.ne.jp/2013-11-17
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