ハム音

ハム音：電源周波数から発生するノイズとその対策

ハム音、またはハムノイズとは、電源周波数に同期した低周波の「ブーン」という雑音のことです。一般的に、倍音の少ない正弦波に近い音をハムと呼び、倍音を含むノイズはバズ（Buzz）と呼ばれます。この音は、主に交流電源から発生する電磁波が原因です。日本では、商用電源周波数（50Hzまたは60Hz）に応じて、50Hzもしくは60Hzの低音が聞こえます。

ハム音の発生原理

ハム音は、空間中の電磁波が導体と衝突することで電流となり、オーディオ機器などの回路に電気的ノイズとして現れることで発生します。より具体的には、交流電流が流れる電源線や変圧器から磁場が発生し、この磁場が導体に作用することでフレミングの右手の法則に従い電流が発生します。この電流の強弱は交流電流の周期的な変化に連動し、スピーカーがフレミングの左手の法則に従って運動することで、ハム音として聞こえてきます。

家庭内では、電灯線、蛍光灯の変圧器、ACアダプター、モーターなどがハム音の発生源となり得ます。特にモーターは回転速度によって音域が変化するため、必ずしも一般的なハム音とは異なる場合があります。

磁気的なノイズだけでなく、電波的なノイズもハム音の原因となります。整流が不十分な直流電源機器からは、周期的に変動する電波が発生し、他の機器の回路に影響を与えてハム音を発生させます。

ハム音は、必ずしも耳障りな音とは限りませんが、オーディオ機器などでは音質を損なうため、低減策が求められます。アンプ内蔵スピーカーなどでは、機器設計上の不具合（アンプ回路と電源回路間の絶縁不良やシールド不良など）によってハム音が発生しやすくなる場合があります。高価な機器でも、信号/ノイズ比（S/N比）によって一定レベルのハム音は発生するため、無音状態で音量を上げるとハム音が聞こえる場合があります。

ハム音の防止策

ハム音の防止策は、ノイズ源と機器側の対策、そして使用上の対策に分けられます。

ノイズ源の対策:

磁気結合が原因の場合、トランスなどに珪素鋼板などの磁気シールドを施す。

機器側の対策:

ノイズ対策済みのシールド線やツイストペアケーブルを使用する。
平衡回路を用いてノイズを打ち消す。

使用上の対策:

電源ケーブル、映像信号ケーブルと音声ケーブルを平行して敷設しない。
ケーブルが交差する場合は、直角に交差させる。
ノイズ源から音響機器を離す。

モーター由来の低周期的な電圧変動が原因の場合、整流インバータ（交流無停電電源装置）を使用することでハム音を解消できます。また、ハム音の周波数が一定であることを利用して、フィルタ回路やイコライザで該当周波数の音を減衰させることも可能です。ただし、再生する音声に同じ周波数の音成分が含まれる場合は、音質劣化に繋がる可能性があります。

ハム音と混同しやすい現象

ハム音は、スピーカーから出力された音がマイクロフォンに拾われ、増幅されて甲高い音となるハウリング（または発振回路）と混同されることがあります。これらは異なる現象であり、ハウリングについては、関連する項目を参照ください。

まとめ

ハム音は、電源周波数に起因する低周波ノイズであり、様々な機器や状況で発生します。発生原因を理解し、適切な対策を講じることで、ハム音を低減し、より快適なリスニング環境を実現できます。様々な対策方法がありますが、状況に応じて最適な方法を選択することが重要です。

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