2008/04/13(日)DAC製作中

PCM2901*1PCM2904/PCM2906の仲間)でDACを作ってます。(DAC完成しました

きっかけは、ONKYO の SE-U55SX を改造していたときで、VLSC回路は複雑すぎてそれにより恩恵よりも、回路が複雑になることによる劣化の方が激しいのではないかと思いまして。思ったら確認するのがエンジニアたるもの。TIのUSB-DACシリーズ(USB-DACチップ)を使ってシンプルな回路を組めばSE-U55SXぐらいの音は出るのではないかと。*2

DC直結DACでバスパワー駆動。コンデンサは奢ってますが、抵抗はいわゆる1円抵抗です。あとフィルムコンデンサがちょうど良い容量がなくて、なんだか分からないものつかってます。あとステレオミニに直接ヘッドホンを挿しても使えたりします。*3

一度プリント基板に味をしめると、いちいち汎用基板で作るのは面倒くさいです。でもやっぱプリント基板はまだまだ高い。

*1 : 正確にはPCM2901E

*2 : あと、SE-U55SXは持ち運ぶのに大きくて邪魔だというのがありまして。国際展示場とか国際展示場とかテーブル狭いし(謎)。パスパワー駆動(謎)させるのはいいけど消費電流も大きいし。

*3 : SNはよくないですけど

オーバーサンプリング

オーバーサンプリング(デルタシグマ)DACの扱いにくさを身をもって実感。このチップはおそらく8倍のオーバーサンプリングだと思うのですが、44kHz*16=704kHz。20kHzで減衰せずに、1MHz付近(700kHz)にあるノイズを減衰させることがいかに大変かよく分かりました。オシロの波形をみれば分かりますが、オーバーサンプリングノイズの太い筋が出てます。

いわゆるCRフィルタ(1次フィルタ)は-6dB/oct(-20dB/deg)にしかなりません。ですから、1MHzでノイズを-40dB減衰させるためには、10kHzから減衰させなければならない。次数を増やせば減衰曲線を急坂にできますが、今度は位相特性が1kHz付近から狂い波形が歪んでしまう。*4

最初は1次フィルタ1つで済ませていたのですが、音の歪みが酷く*51次フィルタを2つに変更しました。理想的には20kHz以上のどんな信号が入っていようと(再生音には)全く関係はないのですが、現実には高周波ノイズは、オペアンプやRC素子の非線形歪みによって混変調されて音質を(著しく)劣化させます。ですから、可能な限り取り除かねばなりません。

高周波ノイズを完全に除去しようとするとフィルタにより再生音を直接劣化させ、高周波ノイズを除去しないと混変調歪みによって再生音を劣化させる。

ノンオーバーサンプリングDACの方が音が良いという話がありますが、こうやって波形をみていると「あり得る話だな」と実感できます。高域ノイズはオーバーサンプリングの宿命のようなものです。

フィルタ処理の結果、オシロで明らかに混変調された信号を見ると気分よくないですよ。この辺、同じ8倍オーバーサンプリングでも、違うDACだともう少し綺麗に(ホワイトに)出るのかもしれませんね。

*4 : 2次以上では位相特性を線形に(群遅延特性を一定に)するのが難しい。ちなみに、-3dB落ちるいわゆるカットオフのポイントでは、位相は既に35度遅れています。

*5 : なぜか聞いていて頭痛がした

音質

まだ回路調整中ですが、現在のところの音質。

SE-U55SX(ノーマル) < 製作中USB-DAC < Prodigy 192VE改 < SE-U55SX改

もっともノーマル状態の SE-U55SX の音なんてろくに覚えてないので*6、その辺は曖昧ですけど。

製作中DACに比べ、192VE、SE-U55SXがあっさりした音なので、その分クリアにきこえますから、順位付けは難しいところです。SE-U55SX改よりは下ですけど。

USB-DACは出力レベルが低いのと抵抗に起因する歪み感がやや辛いところですが、SE-U55SXもそんなに良い抵抗使っているようでもないですし、192VEに至ってはおそらく普通のチップ抵抗ですから

PCM2901 < PCM1796

なんじゃないかと思います。素材(DAC)の差はやはり越えられないのか。もう少し回路を詰めてから、抵抗を取り替えてみる予定。PCM2702も購入済なので、こちらが本命になるのかな*7。同じ回路で比べてみたいところです。

その後 2008/04/19

100時間以上通電させコンデンサを回復させて、回路を手直しして電源ノイズを軽減したところ

SE-U55SX(ノーマル) < Prodigy 192VE改 < 製作中USB-DAC < SE-U55SX(改)

になりました。聞き比べると、192VEの抵抗か電源ノイズによる音質劣化(歪み感)が気になります(何度も言いますが、LPFは1円抵抗です)。

さらにノイズ対策をした上でSE-U55SX(改)と比べてみましたが、SE-U55SX(改)の方が音の広がりやクリアさで1枚上手。USB-DACはLPFの抵抗による歪み感が気になります。抵抗を交換したら同等か越えるぐらいになるでしょうか。素性(DAC)の差が大きい模様。

SE-U55SX(改)と比べなければかなり良い音なのに。SE-U55SX(改)はコンデンサ載せ替えただけでDAC回路はほぼいじってないので*8、設計者の思想通りに作るとかなり良いのですね(笑)。ただし、ノーマル状態(改造前)はお話になりませんが(汗)

PCM1704のUSB-DACを作りたくなった。

*6 : エージング除くと、実質1~2日しかノーマル状態で聞いてないし

*7 : こっちの方が話題にはなってますが、実際のところどうなのでしょうか。とても興味があります。なお値段は PCM2702 の方が高めです。

*8 : 出力抵抗と出力カップリングコンの削除のみ

関係ないけど

その筋では有名なDenDAC。PCM2705直結で1万2000円も取るのなよ…。*9

*9 : でも手間賃を考えると分からないでもない。何かのキットで実感なり。

メモ

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