[PPTP]GPIOの電源ノイズ削減のテスト[Raspberry Pi]

こちらでRaspberry Pi 3をGPIOから給電する実験を少ししました。

【前回までのあらすじ】

GPIO給電はUSB給電と違い、パスコン等で電源を綺麗にできるならノイズが減るかも。

さて、前回は幾つかパスコンの容量を変更してテストしましたが、

もう少しいろんなパターンで実験してみます。

※私の環境はRaspberry Piをギターのエフェクターとして使う関係で、

以下の理由でリスニング用途とはチューニングが違います。

参考程度に留めてください。

・サウンドカードは録音機能も使う（ノイズ混入も必然的に多くなります）

・バッファアンプのアナログ回路とRaspberry Piのデジタル機器混在のためノイズも多くなる

実験して思いましたが、すごく選定がシビアです。。

GPIO_PowerSupplyTest1.flac

ノイズが多い場合に最初段（ブリッジダイオードのマイナス）にGNDを繋ぐと

ノイズが改善する場合がありました。

が、パスコンの手前に付けるか後に付けるか謎なので実験しました。

結論、パスコンの前に入れたほうがいいです。

1. パスコン無し、GND接続
2. パスコン100uFの後にGND接続
3. パスコン100uFの前にGND接続

GPIO_PowerSupplyTest2.flac

前回は大雑把にパスコンの容量を変えて、220uFがノイズ削減に良さそうだったのですが、

もう少し細かく調べてみました。

自分の環境では100uFが良さそうです。

※ここから先の音源は全てパスコンの手前でGND接続して実験しています。

1. パスコン無し
2. 220uF
3. 100uF
4. 47uF

GPIO_PowerSupplyTest3.flac

先ほどの実験で100uFが良さそうですが、パスコンを並列にして合成容量にした場合のテストです。

これについては失敗。

220uFでも少し効果が見られたので、100uF x2個のほうが良さそうです。

1. パスコン無し
2. 100uF
3. 47uF x2個

GPIO_PowerSupplyTest4.flac

というわけで、100uFを複数、並列で付けた場合のノイズの増減を調べました。

220uFもノイズ削減効果が見られたので、案の定、100uF1～2個でノイズが減ります。

1. 100uF
2. 100uF x2個
3. 100uF x3個
4. 100uF x4個

GPIO_PowerSupplyTest5.flac

パスコンは複数の別の容量を組み合わせて使う場合もあるようで、

100uFに他の容量を追加して実験しました。

が、う～ん、やたらめったら足してもダメなようです。難しい。

1. 100uF
2. 100uF + 10uF
3. 100uF + 1uF
4. 100uF + 0.1uF
5. 100uF + 0.01uF

[PPTP]バッファの電源ノイズ削減のテスト

一回、回路の全体図をまとめたほうがいいような気がしてますが、
（実はブツッブツッと鳴る明らかに使用に堪えないマズいノイズが乗った際に、
各箇所のGNDを、電源の最上段のGNDにまとめて繋いでいるのです。。）
こちらの冒頭にてRaspberry Piのノイズ削減テストを実施しました。

【前回までのあらすじ】
積極的にパスコン等の対策で綺麗な電源を用意できるならばGPIOからの給電も良し。
でもパスコンの容量次第では心なしか原音も音が変わってる･･･？
とりあえずやたらに大きな容量のパスコンを入れても効果ない場合がある事は分かった気がする。


なんというド素人の実験！


・・・話は元に戻るのですが、あちこちでノイズが発生したら電源の最上段のGNDにまとめて繋いでいるので、
グラウンドループで酷くなっている？のか、スター型GNDでむしろノイズ減った？のか
よく分からない状態になっています。


インプット・アウトプットのバッファ回路も同じ状況で、
最上段のGNDに繋ぐとブツッブツッのノイズが消えているのでそのままにしてます。
・・・バッファの電源って絶縁型DDコンを使ってるのですが、
一次側のGNDに繋いでる今ではあんまり効果ないんでは？と思いました。
という事で、この部分の電源周りを触ってみました。

結果からいうともうDDコン、若干良いですが、でも劇的に変わらなかった。
なおGPIO給電は引き続き実施しています。


Buffers_PowerSupply(CleanTests).flac
ギターの腕前はご容赦ください。。
どちらかというと弾いてない時とのノイズの比較・参考程度に考えてください。
収録内容は、、

1. DDコン有り→2200uFパスコン（これ、パスコンの使い方を知らなかったバカな時代のなごり）
2. DDコン無し、パスコン無しの直でバッファに給電
3. DDコン無し、1uFパスコンで給電
4. DDコン無し、220uFパスコンで給電
5. DDコン無し、470uFパスコンで給電
6. DDコン無し、2200uFパスコンで給電

DDコンの有無で一番よく分かるのがブーンというノイズです。

でもこの手のノイズ、こっちで付けた秋月のキットのほうが除去は得意かもしれない。

入手して実験してみたいところです。
→購入して使ってみました！



さて、購入してバッファの電源をDDコンと以下の秋月のキットと比べてみました。
解消するといいなぁ、、

ＴＰＳ７Ａ４７００使用　超ローノイズ・プログラマブル可変電源キット
結論からいうと、秋月のキットではブーンというノイズは消えませんが、
別対策でブーンのノイズは消えました。

[ver2]Buffers_PowerSupply(CleanTests).flac

1. バッファにDDコンのみ（ブーンのノイズは小さい）
2. DDコン外して12Vをバッファに直で給電（ブーン）
3. 先ほどの構成に220uFのパスコンを挟む（変わらずブーン）
4. DDコン外してキットで９Vに降圧してバッファに給電（変わらずブーン。でもホワイトノイズ減ってる・・・？）
5. DDコン＆キット（ブーン変わらず）
6. MICROEサウンドカード（WM8731）の給電にも実は使っている、キットの入力側のGNDをブリッジダイオード初段のGNDに直で繋ぐ

さて、解説致しますと、１に比べて２～５はずっとブーンのノイズは減りません。

ただ、心なしかバックグラウンドのホワイトノイズは減っているような、、、

そこで最後、ダメ元で６の構成にしたところ、ブーンのノイズがかなり消えました。

GNDの取り方、侮りがたし。。

そして、買ったキットもブーンのノイズには効果がありませんが、ノイズフロアを少し下げたような印象です（もともとリップルフィルタ用途で売ってる）。

電池給電したくないけど消費電力1A以内でノイズ対策したい場合によさげです。

※このキットも２次側にはパスコン10uFを5発並列で付けています。

パスコン入れるときはスペースが許せば同じ容量を複数入れたほうがいいのかもしれません。

[Puredata]Pi The Effectors Set[Guitar]

今まで単発でサブパッチ形式でPuredataのエフェクターを公開していましたが、

すぐ使えるようにマルチエフェクター的な結線済み、

Puredataのインストールとオーディオインターフェースの設定さえしておけば

起動だけですぐ使えるようにエフェクターセットを組みました。

Windowsだとレイテンシーで苦しいかと思いますが、

雰囲気だけでもお楽しみください。

@Pi_The_Effectors_Set_Vol1.1.zip

ノイズゲート

ブースター・歪みペダル4種

プリアンプ

キャビネットシミュレーター

がセットになっています。

※盛大な凡ミスしてました。すみません！

adcの右チャンネルが繋がってなかったので修正しました。

これですぐ音が出ます。

[Puredata]Pi The Preamp

今までリリースしたプリアンプをプログラム切り替え的な機能を盛り込み、

複数のプリアンプを切り替えて使えるよう改良しました。

PiThePreampV1.zip

既に公開済みの5種では少ないので、

Puredata with Pi The Pedalのデモで使った試作機のプリアンプも追加しました。

明らかに初期のものは最近のものと違い、出来が悪いです！

[Puredata]Uber Delay

日本語マニュアルの動画はこちら。

変なフォントの字幕は動画編集ソフトのせいです、すみません。怪しさ爆発。

UberDelay.zip

[Puredata]Guitar Synth[試作品]

極めて初期に作った私的なPuredataパッチなので使い勝手などが洗練されていません。
でも何かのアイデアになればと思います。
GuitarSynth v2.zip
どちらかというとオルガン風サウンドを出すのに適しています。
もしうまく動かないときは
全てのスライダーを一度動かす（初期設定が未実装）。
パラメータのTriggerもしくはオーディオインターフェースの入力トリムを好感度にする。
を実行してください。

ギター以外にも発音の速い楽器（例えばピアノやAttack Timeの速いシンセサイザー等）ならTriggerの調整で同様に使えると思います。

[Puredata]PPTPサウンドサンプル 5[Tribass & V8custom]

V8andTriBassV2.flac
ミックスすこしだけ手直ししました。
すこしだけね！

V8andTriBassV1.flac

※素人レベルのミキシングで困ったら

ＥＱ使わずに音量だけ合わせたほうがマシという常套手段を忘れてました。

凄まじいピーキーなミキシングしております。

本当はもっとギターは中音域出てます、、

FLACだからおうちでダウンロードしてね！
まだ作りかけのメモ程度なのですが！

ウチの現時点で一番頭悪そうな極悪な歪み方をするV8custom Preamp
と
サ○ズのベードラをコピーしようとしたら別物の何かになったTriBass Preamp
で録音しました。
ほとんどEQ掛けてないです。
ラインでオーディオインターフェースに突っ込んだら大体この音はすぐ出ます。

作っていて気づきましたが途中DAWでノイズゲート掛けたら
ベースの音が変な途切れ方してしまって録音し直しな予感。
そこに追い打ちをかけるが如くRaspbianのPuredataが起動しなくなって録音自体が頓挫しております。
Lead弾くどころの状態ではない。

・・・もうとりあえずアップしちゃえよ！

例によってウチのPuredataパッチは
大手メーカーの追加アップデートの如く太っ腹のフリーで使用できます！
ただし、Puredata鳴らすハードは自分で用意してください（最難関）