何が音質を決定付けるのか？　自己流オーディオ趣味な日記

今日はただの日記です。

いい音で音楽を聴きたい。単純な欲望。
（ポエム）

高価な機材を揃える事は高音質への近道でしょうし、
その手法に詳しくなるにはその高価な機材を取り換えひっかえして経験を積まないといけない気がします。オーディオショップの店員さんは例外として、個人で高価な機材をポンポン交換するのは自分には無理なことでした。

１０代の頃から現在に至るまで、
変わっていないのは安い機器を弄り倒すという信念？です。
近年ではThomannのアンプがそれに該当します。

「自分はオーディオマニアではない」そのように自信を持って言えるのは良い音を追求していなくって、向いている方向がなんだか謎で音質が変わる原因追及に思考が偏っているみたい。音質よりも弄る事そのものの方に比重がありそうです。。
実際、良い音にしようと悪戦苦闘するような日記は殆んど書いた記憶がありません。（今回はその悪戦苦闘を書く　珍しい？　ものに見えるかもしれません。）

今日はDAC。

今から６年くらい前は安いDAC（同軸デジタルとTOSLINK入力を備えた中国製DAC）を弄って勉強していました。年々回路が改良されていって音も良くなるし、観察していて面白かったのです。

↓　旧基板（購入を開始した頃の初期型？）

↓新基板（購入を始めて１年くらい経過した頃のもの，かなり変化）

最終的には？２層基板になってオモテとウラを接続するビアが打たれるまでに進化していきました。ただ、基本的な構成はそのまま。そこは一貫していました。

この手のＤＡＣの内部構造は大きく２つに分けられます。
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DAI：SPDIFを受信してI2SなどのSignalにしてDACにデータを渡す役目

DAC：言わずと知れたIC　最近だとES9038が有名
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ES9038なんかは直接SPDIFを食べてくれたと思いますがそれは例外で、大抵の場合はDAIと呼ばれるレシーバーが必要です。

AudioDesignさんのコラムから少し引用します。

DAC 内のレシーバー内のPLL回路はこうなっています　-わかりにくくてごめんなさい- オーディオデザインのコラム前回はDAC内のクロック信号について概略を紹介しましたが、今回はもう少し詳しく解説しましょう。 DAC内の構成はこうなっていました。 この中でレシーバーと呼ばれるチップがCDプレーヤーからのデジタル信号（サンプリング周波 … 続きを読む →audiodesign.co.jp

引用ここから >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

この中でレシーバーと呼ばれるチップがCDプレーヤーからのデジタル信号（サンプリング周波数44.1KHｚ）を受けてさまざまなクロック信号を発生させます。入力のサンプリング周波数44.1KHzのデジタル信号はシリアルデータで左右16bitのデータを含むために実際には64倍の2.8224MHｚの周波数のデータになっています。結構高周波帯域に近いでしょう。
44.1KHｚといっても実際には多少変動したり、最初からずれているので、受け取った44.1KHｚ（実際には2.8224MHｚ）あたりの周波数で、入力信号に正確に同期した整数倍の周波数のクロック信号を発生させる必要が有ります。このためにPLL（位相同期）回路というものを使用します。
引用ここまで <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

旧基板ではこの大きな長細い基板がDAIの役目。完全なノッペラボウで得体が知れませんが、恐らく Cirrus社のCS8416の互換かコピー品だと想像されます。

DACも　少し得体が知れませんが　恐らく Cirrus社の CS4344というDACの互換品あるいはそのものだと想像されます。

これらは新基板になると、互換ＩＣになったようです。

CS8416，CS4344 ではなくて・・・
MS8416、MS4344 となっています。中国メーカー？らしい。

結論から言えば　データシートは CS8416、CS4344のもので代用できました。

音質ですが、新基板からは　特に何もしなくても　普通に音が出て
しかもなんだか良さげでした。　旧基板は使う気が起きない音質でした。何が違うのかな？と測定してみると２次高調波がやや大きいという特徴がみられました。（ただ、これは真空管もおなじで偶数次の高調波が音質の悪さの原因だとは思えませんでしたが。

↓ 新基板の１ｋHzスペクトル　（とても優秀）

↓ 旧基板の１ｋHzスペクトル　（新基板にくらべて偶数次が気になる）

このDACですが小さいので、マルチレベルΔΣでありながら
高周波漏れを防ぐローパスフィルターが実装されず省略されています。
そのため、ローパスフィルターを設置しての測定でした。

直流カットには緑MUSE、ローパスフィルターには赤いPRP抵抗とC0G特性のセラミックコンデンサーを使用していました。

セラミックコンデンサーと聞くと、何と馬鹿な！と怒る人も居るくらいオーディオには使われる事のないセラミックコンデンサー。普通の？セラコンは印加電圧で容量が激しく小さくなるので、音楽信号に使うと音楽に合わせて両量がグワングワン変化して音質どころの話ではなくなってしまいますよね。

図：秋月電子通称さんのFAQより　定格の半分の電圧をかけただけで容量が８０％以上小さくなるセラミックコンデンサー（故障ではありません！！　そういうものです）

話を戻すと、そういう容量変化が殆ど無いか無視できるのが C0G特性のセラミックコンデンサーです。私は平気でアナログ出力部のフィルターに使用。参考までにデータシートからローパスフィルターの構成例を紹介します。

 CS8416のデータシートではSPDIF入力のACカップリングには C0G特性 をオススメするぞ？みたいな雰囲気が読み取れました。容量が変わっては困る場所として PLLのフィルター部がありますが、データシートでの言及はなかったものの個人的には C0G特性に取り換えました。

交換のきっかけは、テレビやチューナーの光デジタル出力を入力したときだけ プッ！ というノイズがたまに出るロットがあったからです。原因は全然違う容量のコンデンサーが実装されていた事。そういうところが中国製。

思い起こせば、２週間くらい使用していて突然故障して音が出なくなった事がありました。原因は CS8416 のリセットを司る 10μFもの大容量セラミックコンデンサの故障？。手持ちでそんな大容量のセラコンは無かったのでタンタルに交換したら直りました。

さて、音質がイマイチ振るわない旧基板でしたが、新基板を参考にしてなんとか音質を新基板並みに出来ないか？１年くら悩みました。

採った手法は、少しずつ、部品を新基板のものに変更していくというものです。その過程で一つ収穫がありました。
音質だけの事を言えば、なんと DAIとDACのI2S接続に挿入されるダンピング抵抗の交換で音質が改善したのです。（あくまで新基板並みにです）測定したら２次高調波も消滅したに違いない！！と意気込んで測定したら・・・全く変化はありませんでした。不思議なものです。ちなみに　４ケの　４７Ω　を　２２Ω　にしただけ。

『テレビ用DACの旧基板を弄る』最近、テレビ用DACの記事ばかりで・・・・自分でも飽きれてしまいます。でも今日はちょっとした進歩だったの懲りずに書きます。テレビ用DACの旧基板は新基板と比較…ameblo.jp

最終的に、この ２次高調波の原因は DAC-ICそのものが持つ特性という結論になりました。　↓このＩＣを
↓　こっちに　乗せ換えしたら　２次高調波が消えたので・・・。

ただし、耳で聴いた感じでは　ICの違いは感じませんでした。
とにかく　PLLフィルタを構成するセラミックコンデンサーをC0G特性のちゃんとしたものに交換して、更にダンピング抵抗４ケを２２Ωに変更したら旧基板は新基板相当の音質に改善可能でした。

うまく行くと欲が出てくるものです。　もっと良くできないか？
省略されていたローパスフィルター（ハイカットフィルター）の設置はとても良い感じでした。CS8416は実は無理矢理 192kHzサンプリングレートに対応したようなところがあって？ジッター性能が少し前の CS8414よりも悪くなってしまった所がありました。しかし、192kHzを諦めて Max.96kHzでよければジッターをもっと抑える事が可能です。

このDAC 実は格安のくせに 24bit/192kHzを再生できました。（全個体ではありませんが少なくともPLLフィルタのコンデンサーを交換すれば全部の個体が再生できそうです。）

音質を確認してもやっぱり 192kHzが再生できない ジッターが少ないモードの方が好み？なような気がします。（後で確認したら　192kHzも再生出来ていて・・・ちゃんと設定できていたのかが謎でした。そもそもCS8416ではない得体の知れないICという事もありますが（笑））

もう少し、ちゃんと調べようとするとどうにもＩＣや部品類が邪魔です。部品の下を配線が這いまわっているからです。何個かDACを犠牲にして調査を進めてみました。

↓　リセットを司るＲＣの周辺　壊す前

↓　壊したあと

↓　DACとLDOの引き剝がし後

↓　旧基板のIC剥がす前

↓　新基板のIC剥がした後

新基板と旧基板で配線の取り回しが違うのですが、基本は同じことが分かりますですね。調査の結果を１枚の絵にしてみました。自分のためのメモでもあります。

ジッターを減らす　PDUR＝１という設定にするには　２０番のＴＸピンをプルアップすれば良いです。しかし普通に 47kΩの抵抗で VLに引っ張ってもうまくいきません。データシートを読み解くと、なんとＴＸピンだけは例外的にＩＣの中に47kΩが要るのだそうで直接VLを入れたら良いみたい。それでも上手くいきません。

調べてみると　TXは（TXに限りませんが）出力端子の役目があって、今回のDACの配線状態ではSPDIF信号がパススルー出力されてしまいます。RXP0の信号がパススルーされるからです。
これを防ぐには　１２番１３番ピンの設定を変更して入力の無いRXP1～RXP3のうちのどれかを指定してやらないといけません。
しかしそれら　１２番１３番はICの裏からもICの外からも、GNDに全部落とされているので変更が困難です。（下の写真では基板をガリガリ削ってGND接続を切った後の状態です）

ここだけに限らないですが、プルアップしている端子が　出力端子でもある場合は　それが電源を揺さぶります。信号を電源に入れているようなものですから・・・。※実際には４７ｋΩの抵抗越しの揺さぶりなので殆んど無視できるでしょうが気持ちは悪い。
その為か、データシートでは、「独立したアナログ電源はRMCKがジッターに敏感な場合のときだけ必要です。そうでないときはVAとVDはフェライトビーズを介して接続します。」というような事が書かれていました。

今回とりあげましたDACは、フェライトビーズが省略されて　ＶＡとＶＤが直接接続されています。先程紹介した調査結果の図を再掲しますがDAIのICの下にあるＴ字の赤い配線がそれ。左がＶＤ、右側がＶＡ。下の方からLDOが生成した３．３Ｖ（Vcc）が供給されます。

とはいうものの、１bitではないのでそれなりにジッター耐性はあるというかNOS-DACのようにジッターに鈍感なので余り拘っても結果はついて来ない可能性が高いです。

こんな感じで、Datasheetと睨めっこしていると色々な事が見えてきます。千円にも満たないDACですが色々な事が体験できました。

で、今回またこのDACを引っ張り出してきたのは
NOS-DACに改造しようという？思いから。

I2S信号は簡単に取り出しできるので、後は TDA1543と接続するのみかも？　幸い、NOSで有名な TDA1543 は、5V端電源でも駆動可能だったような・・・気がします。

千円握りしめて作るDACかも？
（出来たら恰好いいですが、TDA1543は最低でも６００円するのでその時点で千円超えてしまいますね（自爆））

長くなったのでこの辺です切り上げます。
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