ポケミクのグランドループ問題を改めてチェックしてみた

Gl_test
 学研「歌うキーボード ポケット・ミク」をUSB接続のオーディオインターフェイスで録音する際に「グランドループ」によりノイズが発生する。DTMステーションの藤本健さんがそれを解決するエントリーを発表して、ちょっと前に話題になっていました。ポケミクのノイズについては前から気になっていたので、自分でも改めてチェックしてみましたよ。
 まず、そのエントリーはこれ。
ポケミクで起きるグランドループ問題を解決するPocket DI : 藤本健の“DTMステーション”はてなブックマーク - ポケミクで起きるグランドループ問題を解決するPocket DI : 藤本健の“DTMステーション”
 複数の機器がループ状に接続されることでノイズが発生する。それが「グラウンドループ」。「グランドループ」のほうが一般的なのかな。まあ、英語なんでどっちでもいいと思いますが。
 で、グランドループが発生する接続を図示するとこんな感じでしょうか(一応、自分でも書いてみた)。
Gl_pic
 上記記事でもeVY1シールド使用時のノイズについて触れられているのですが、ポケミク登場前にeVY1シールドを買った人の間では割りと知られた話だったと思われ。当時、自分もこんな動画を作って公開してました。
eVY1シールド グラウンドループによるノイズってこんな感じ
 ツイッターでeVY1シールドのノイズについてつぶやいていたら、教えてくれた人がいて原因が判明。で、その時は録音時にはArduinoとMIDIシールドを組み合わせることで解決したのでした。確か。
 MIDIコネクタはフォトカプラというもので電気的に分離されているので、グラウンドループから逃れられるのだというのもその時に調べて初めて知ったのでした。古い規格であるけど、そんなことまで考えられていたのだなあ、すげーやと感心した次第。
 興味本位でArduinoとMIDIシールドも買ってあったんで、これらを組み合わせて解決に。その時はeVY1シールド、ソケット付きタイプを買っておいてよかったと思ったり。で、Arduinoのプラグラミングもすべて初体験でした。
 で、ポケミク。MIDIデータの送受信はUSBでやるしかない。MIDI端子を付ける方法も探ったのだけど、自分にはハードルが高い(ArduinoにUSBホストシールド組み合わせればいけるっぽいのだけど)。
 とりあえず、気になるノイズをもう少し調べてみようと、藤本さんの記事を読んであらためて思ったのでした。以上、長い前置き。

グランドループ以前にノイズが多い

 さて、USBオーディオインターフェイスで録音する際にノイズが発生するという話なわけですが、そうじゃなくてもポケミクはノイズが多い。そう思うのです。ヘッドフォンで音を聞いてみると、データを送ったり演奏したりする前からかすかにノイズが出てる。電池駆動よりもPCからUSBで電源供給するとおさら。
 で、手持ちのACアダプター付きのUSBハブを経由したらどうだろうと試すと、さらにノイズは増す。これは使ったUSBハブが悪いのか、付属のACアダプターがまずいのか? いろいろ考えるわけです。
 というか、電源によってノイズがここまでわかるくらい増幅したりする電子楽器は初めてだよ。コストダウンのためのしわ寄せなんですかね。わかんないけど。
 で、藤本さんの記事ではDIが効果があるとのこと。手持ちのDIでいけるかも!と試したのですが、だめでした。グラウンド・リフト・スイッチもあったんですが、効果なしでした。何か違うんですかね。

電池駆動ならノイズが軽減される?

 さらに接続方法を変えてテストをいろいろ。あれ? 電池駆動ならだいぶましなんじゃないか? と気づきまして。そこでテストしてみた結果がこれ。ヘッドフォンで聞いてください(PCスピーカーだとたぶんノイズがわかりにくい)。
 接続方法によりだいぶノイズが変わってきます。テストでは3種類の接続方法をチェックしました。
1. USB接続なし(ループが発生しないので最もノイズが少ないはず)
2. USB接続あり、電源はUSBから供給
3. USB接続あり、電源は乾電池から供給
 当然ながら、1はUSB接続なしなので、DAWからのコントロールは不可。比較用として収録。これもあるので、すべて手で演奏。


ポケミク グラウンドループのノイズをチェック
 動画では、上記3種の接続方法について、見せ方を変えて3回再生しています。1回めは接続状態の写真、2回めはSONARのR-MIX、3回めはフリーのスペクトラムアナライザーBlue Cat’s FreqAnalystで表示。ノイズの多い周波数がわかると思います。
 PCからのUSBバスパワーでの動作に比べると、電池駆動ならそこまでひどくない。
 動画で使っているスペクトラムアナライザーで表示した無音部分の結果をここにも載せておく。適当なタイミングでキャプチャしたのでアレですが、とりあえず。
●USB接続なし(比較用)
Gl01_withoutusb
●PCからのUSBパワーで駆動
Gl02_usbpowered
●電池で駆動
Gl03_selfpowered
 あまりわかんないですかね。電池駆動ならけっこう許容範囲な人が多い気もするんですけどね。
 藤本さんの記事で、beatnic.jpの武田さんが「でも、ポケミクとオーディオインターフェイスをつないだときに生じる現象は、ループさせた結果、USBからくる電源ノイズの影響を受けるためのもので、原因は少しことなるのですが、総称としてグランドループと呼んでいます」と、コメントしているのですが、ここにひっかかっていたのですよ。電源ノイズの影響を受けるってところ。電源ノイズもPocket DIでなんとかなっているってことなんですかね。あと、藤本さんのテストは、電池駆動では試してないのかなあ? といろいろ考えたり。
 とりあえず、Pocket DI欲しいんですが、手持ちの機材でもう少しテストしてから考えよう。そう思い保留。なんかいろいろ勘違いしてそうな気もしますし。
 ということで、わからないことばかりですが、いろいろ試した話は続きます。

Pocket DIPocket DI


歌うキーボード ポケット・ミク (大人の科学マガジン特別編集)歌うキーボード ポケット・ミク (大人の科学マガジン特別編集)

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