4Way FIR デジタル・チャンネルデバイダー

現在、FIRのデジタルチャンネルデバイダーは、Minnさんが作られたfoobar2000の3Way(6チャンネル)のプラグイン(コンポーネント)で構成された「channeldivierF3B Ver0.64」を用いています。音質、機能面で優れており、極めて安定した動作で、ドキュメンテーションも完備して言う事が無いのですが、ちょっとした遊び心で、4WayのFIRのデジタル・チャンネルデバイダー(8チャンネル)の味見をしてみました。
channeldivierF3B Ver0.64の詳細

4WayのFIRデジチャン
foobar2000の3Wayのプラグインの版権は、Minnさんが所有されており、その他の権利は、AEDIO Japan(新宿区牛込)が所有しています。AEDIOJapanは、高い技術力とノウハウを持つオーナーによる日本のハイエンド・オーディオの草分け的な会社です。ここでのハイエンドという意味は価格帯ではなく、技術力という意味です。そのAEDIO Japanが試行的に開発した、4WayのFIRのチャンデバです。それを使い熟すには、それなりの技術と覚悟が必要です。特にマルチ・チャンネルのマッピングが、難しいと思います。

導入する上での覚悟
導入する上での、PCオーディオに対する基本的な知識が求められる事と、覚悟とは、導入を失敗すると、トゥーイータ等を飛ばす可能性が有ることです。その為には、DACの出力からDC成分を出力された時にカットする、保護用の大型フィルム・コンデンサーでの保護を自己責任で行う等、全ての導入のリスクを自己責任で負う覚悟が必要です。

4Way画面
以下の様に、4Way(8チャンネル)の設定が可能です。遮蔽の周波数をアブソリュートで指定できますが、遮蔽特性は、其時のサンプリング周波数とFIRフィルターのタップ数にて決定されます。
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4Way-FIR.jpg

調整は、測定、試聴を繰り返して、最適値を求める手間が掛かります。そのため、結構、導入のハードルが、3Wayに較べて高く、更に、最低の測定機材として、ARTA、omniMIC等の計測システムが必要です。そして、その測定結果を読んで理解する必要があります。

以下が、4Way(8チャンネル)をアサインして出力した場合です。
出力の状態を目視可能な様に、ピークメータとスペクトラムを表示しています。
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4Way.jpg

チャンネル・マッピング
foobar2000から見た場合の出力チャネルを実際、オーデイオ・インターフェースのどの出力チャネルに相対させるかのマッピングが必要です。HDMI(LDVS)を用いてAVアンプに4Wayの出力を行うことが可能ですが、AVアンプのメーカー(機種)により、フロントの左右以外は、実際に出力しないと解りづらい場合が多々あります。最悪の場合、7.1chのAVアンプながら、3Way(6チャンネル)が限界の機種もあります。総じて古いAVアンプでのマルチアンプ化は成功しません。
以下の様に分割された帯域を、どのチャネルにアサインするかをマッピング・ソフトで、定義します。
マトリックスの数値は出力するゲインを指定します、ここでは、ソフトによるゲイン調整なので、1以外の指定は避けた方が、音質面で問題が少ないと思います。この値は、小数点以下を指定出来ますが、調整中の緊急避難的な使用に限定して、可能な限り1になるように、物理的なアッテネータ(ポテンショメータ)で後日フィックスする方法が、好ましいと思います。
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Y軸: ソフト出力チャネル(foobar2000出力側)
X軸: レンダラーチャネル(ASIO出力側)
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チャネル毎のゲイン
チャネル毎のゲインは-3dBを守る必要があります。-3dBをゲインとして指定する根拠は、ホワイト・ノイズを最大音で再生した場合、-3dBを上限としないと、オーバーフローにより、2進数のマイナス(オールマークビット)となり、オーディオ・インターフェースによって、直流が出力される可能性が有るため、それを避ける為の安全策です。

AVアンプの問題点
AVアンプの殆どが、フロント左右のアンプ、DACに較べて、其れ以外のチャンネルが手抜きで、安物のDACとアンプで構成されています。品質の悪いアンプが大事な中域、高域にアサインされるので、AVアンプを求める場合、全チャンネルのDACとアンプが均一で、優れているものが必須となります。音質を気にする場合は、マルチチャンネルのオーディオ・インターフェースを求めるべきだと思います。

4Wayのチャンデバの存在
現在、存在する4Wayのチャンデバとして、アキュフェースのDF65、終息したばかりの最高傑作 dbx Driverack4800。又、自作を覚悟すれば、MiniDSPのMiniSharkがあります。全てアナログデバイセスのDSP Sharkを用いており、いずれも実用範囲ではIIRフィルターに限ります。パソコンの強力なパワーを用いたFIRのチャンデバで探すと、S&KAudioの専用のオーディオ・インターフェースとのバンドル・システムのMPP.DSPがあります。初期投資が高額で、他のシステムとの互換性が無く、一発勝負のシステムです。以上の事柄からすると、foobar2000の4WayのFIRデジチャンは、一時的に味見をするには最適なシステムと言えます。但し、高品質で多チャンネルの出力が可能なRME Fireface UFX+の様なオーディオ・インターフェースが必須です。チャンネル毎にDACを複数用意する事も可能ですが、DACのクロック同期、ゲインの調整、リニアリティー、位相の回転制御を考えると、DACをバラバラに用意することは好ましく無い言えます。

肝心な音
IIRのチャンデバとFIRのチャンデバで、音質面での最大の差は、IIRの場合、リスニングポイントにアライメントを合わせると、その場所では、快適に聴けるものの、それ以外の場所では、位相差により少々違和感を感じます。しかし、FIRのチャンデバを用いますと、聴く場所での音の変化が少なく聴くことが出来ます。

アナログチャンデバの作製 その1

 今までにデジタルのチャンネル・デバイダー(DCX2496)を四台、他にも何台か改造と破壊を繰り返して、現在は、foobar2000でPCチャンデバ(チャンネル・デバイダー)で楽しんでいます。 素晴らしい音でもなく、ごく普通の音で満ち足りないのですが、パソコンとRME firefaceから距離を置き、レガシーなアナログ・チャンデバに浮気してみたくなりました。
 アナログのチャンデバの候補としては、ASHLY XR-1001を2台構成で3wayとするか、DBX 234Xを素直に使うか考えましたが、双方とも標準ラックで大きさが気に入らないのと、すでに多くの方が導入されているので却下しました。
 そこで自作の道を選択したのですが、方式については、ディスクリートで山根式を考えましたが、いずれ位相の問題が起こるで、オペアンプの多重帰還方式で作ることとして、あえて棘の道を選択しました。
 恐らく、最終的にもとの状態に落ち着くとおもいますが・・・

 そこで、気をとりなおして以下の様な回路で、3Wayのアナログ・チャンデバを作る事にしました。

回路図をクリックすると拡大されます
ZCO3-Three-Band-Phase-Linear-Crossover-Filter-schematic.jpg
シミュレーション結果
Xcroover.png

 クロスオーバー周波数の微調整は抵抗値の調整で行うので、ソケットを用意しました。
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 現在、総て平衡で接続しているので、アナログこそ平衡入力として、出力をトランスで平衡とするか平衡のバッファーを入れるか、思案中です。
 当初オペアンプは標準的なTI製のOPA604として、オペアンプの換装による音の改善の余地を楽しみながら試験を行う予定です。
 アナログチャンデバで、デジタルチャンデバに近い結果が得られたら、家族から厄介物扱いされているジャンク・オーディオを処分して終活に専念できそうです。

 今回は部品の数が多くて、電子ボリューム作製時の比では無いですね!(電源は含まれません)
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 電子ボリュームについて

使用する部品
 抵抗はMIL-R-10509 MIL規格準拠(±1%誤差)の米DALE製のRN60D、RN-65で、コンデンサーは独WIMA製MMKとPMRです。
 ポットはALPS製で、電源トランスはタムラ製のハーメチック・シールドタイプを用意しました。
 オペアンプの入手は、RSコンポーネンツからバルク買いを行い、秋葉原のどのお店よりも廉価に入手できたと思います。
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 完成したら、三土会で皆様に聴いていただく予定です。

2wayチャンネルデバイダー

 最近2Wayのアナログチャンデバが、ムック本のオマケなのですね、その値段を見て驚きました。
 (独)ベリンガーの2WAY型チャンネルデバイダーに比べての話ですが、その差額は何と何と、1,638円なのです。
 その機能、性能の差では無く、上代が近い事に驚きます。ムック本のオマケが高すぎるという事です。

ontomo.jpg
ONTOMO MOOK
 特別付録:ステレオ2WAY型チャンネルデバイダー 5,900円(送料無料)
 クロスオーバーの範囲が、1kHz~10kHz(12dB/oct)で可変です。これでしたら、オペアンプでサレンキーで簡単に作れますね。でも、買った方が廉価だと思います。
 特設URLhttp://stereo.jp/?cat=38
 


Xベリンガー

 (独)BEHRINGER ( ベリンガー )
 CX2310 Super-X Pro 税込 7,538円(送料無料)
 http://www.soundhouse.co.jp/products/detail/item/19056/
 内部の写真です。電源はトロイダルトランスを使っています。ムック本のアナログチャンデバは、分相応にスイッチングACアダプターです。
 前面パネルのクロスオーバー値ダイアルは、実際と200Hz程度ズレている様です。ムック本のアナログチャンデバのクロスオーバー値は、音を聞きながら適宜に設定して知らなくて良いのです。
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DCX2496改良の再開

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 DCX2496のクロックとして、ルビジウムと、水晶発振器のターンオーバーが可能な仕組みとしました。
 低位相雑音の水晶発振器(TCXO)とルビジウム・クロックの選択をジャンパー線で選択することが可能ですので、使用する環境に合わせて切り替えが可能です。
  
 ルビジウム・クロックの12.288MHzを二逓倍して24.576MHzを得ています。 
 通常、PLL回路で逓倍するのですが、PLLの場合位相の変動によりクロック確度が、大幅に落ちることが想定出来た為、Mini-Circuits社AK-2+という周波数マルチプライヤーで、逓倍しています。
 AK-2+は、全波整流回路の高調波を急峻なフィルターで、取り出すモジュールのため、確度、精度の維持はできるのですが、トレードオフとして、著しい利得減衰が想定されたので、減衰分を補うRAM-4+という高周波アンプを用意しました。
 しかし、取り敢えず動作したので、適用は止めましたが、BNCケーブル長に依存しない安定稼働のためには、このアンプとAGC回路は有った方が良い様です。

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 ルビジウム・クロックで動作中のDCX2496です。
 
 肝心の音は、パッシブLPFの遮蔽特性の悪さからDACのΔΣのノイズが消しきれず、又、スイッチング電源のため、高周波の残留ノイズがタップリ乗っかり、高音に美しさが無く、全く気に入りません。
 次のステップでは、スイッチング電源からレガシーなトランスとシリーズ・レギュレータへの換装と、LPFの遮蔽特性の見直し、DA変換後にルンダールのトランス出力による平衡出力を行う予定です。
 デジタル入出力のチャンデバは、Omnimicと親和性の良いMiniDSPで実現して、DCX2496はDSPに搭載されている、AK4396を徹底的に活かす方法でいきます。
 いよいよ、DCX2496の改善プロジェクトの最終段階です。

 

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DCX2496プチ整形

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 ベリンガーDCX2496のプチ整形を行ってみました。
 DCX2496は、購入して先ずは怪我をしないように、標準ラック取り付けのプレート(耳)をとります。
 その後、サイドに穴が空きますので、銘木のプレートを取り付けて、穴を塞ぎます。
 板を止めるネジは、サラネジで木部に座繰りを行います。
 更に、ゴム脚と、3Mのラミネートフィルムを東急ハンズから購入して、貼り付けます。
 ULTRADRIVEと書いてある野暮な文字をラミネートフィルムで覆い隠します。
 色は黒のマットですが、グレー、コバルト色等で、そして塗装は行わない方が、幸せになれます。
 ここまで行うと、ピュアー(プアー)オーディオのアンプと並べても、それほ違和感が有りません。 
 
 総費用として、1,500円程度のプチ整形です。