プレーヤーの考察

 ネットワーク・プレーヤーを入手して、3日程経ちましたが、期待した程の成果が得られませんでした。そこで、早速、ラズベリーパイ(Raspberry Pi)とMPD(Music Player Daemon)のVolumioを用いて、メインのシステムにプレーヤーとして投入して、現状の方式との比較を行いました。リヌックスの研ぎ澄まされたプラットフォームとパワフルなARM Cortex-A53のCPUパワーでとこまでいけるのか試して見ました。

機器構成図
 以下の様に、MPDと直線位相FIRフィルターのチャンネルデバイダーをS/PDIFで接続します。チャンネルデバイダーには、ルビジウム クロックを供給して、S/PDIFのクロックを打ち直す事も可能としました。
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入力S/PDIRクロックについて
1.Raspberry Pi任せにする方法
2.オーディオインターフェースで叩きなおす方法
3.ルビジウムクロックで叩きなおす方法
 以上の3方式でクロックを使い分けましたが、明らかにRaspberry Piのクロックは使い物になりません、音場感がなく、音がスピーカーに張り付いた感じです。それに引き換え、クロックを叩きなおす方法は、スッキリした音が得られましたが、何か音に足りない物があり、ダイナミックな感じがしません。

操作性
 MPDのVolumioの操作性と速度に関しては全く問題なく、2,000フォルダーのインデックス作製も2分程で完了します。ipadからはMpadとGoogle Cromeで操作が可能ですが、画面のクロールと切り替えも高速で、全く問題なく快適に操作が出来ます。
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従前のfoobar2000との比較
 パソコンのSATAで接続されたSSDに音源を格納して、ルビジウムでロックされたFIRのチャンネルデバイダーにUSB経由で出力する極々普通の機器構成と音を比較しました。やはりこの音が一番落ち着いて、滑らかです。
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肝心な音は
 ここで、現時点での結論が出たようです。
 ステディーな機器でシンプルな機器構成の音の方が良いようです。MPDとサウンドシステムをレンダリングする機器とを、S/PDIFで結合した事に問題が有りそうです。S/PDIFの出力側にデジタル・パッドがあり、その受側にも同様に最大音時の保証としてのデジタル・パッドがあります。その為にS/PDIFに変換を行うと、ビットシフトによるデータロスが生じて、ビットパーフェクトには絶対にならず音質が変化します。又、アンバランス伝送ですので、スパイクノイズ等に対して極めて脆弱です。

S/PDIFはデジタルか?
 普通デジタルのデータをコピーしたり、電線上を伝送する場合、2進のデータを送る場合、パケット(小荷物)j状にして、それの損傷を防ぐためのエラーチェック機構があります。そのお陰で、メモリーのデータをコピーしても、全く同じ(ビットパーフェクト)データが得られるわけです。現状のオーディオに用いてるS/PDIFには、その様なエラーチェック機構がなく、簡単に言えば「垂れ流し」の通信方式です。これに似た通信方式として、USB(Universal Serial Bus)のアイソクロナス転送があります。
 このS/PDIFを用いた通信と、USBのアイソクロナス転送は、可能な限り使用を避けるべき通信方式と言えるわけです。

S/PDIFは悪者?
 悪者だと思います、エラーチェック、コレクション機能の無いSPDIFは時代遅れです。しかしリダンダンシー(Redundancy)の無いお陰で、オカルト話がまかり通り、便利グッズ(ケーブル、コネクタ)の市場が潤っていると言えます。このS/PDIF通信方式を使ってメモリー等のデジタルデータのコピーを行った場合、そのデータを信用できますか?

SATAのSSD
 やはり、マザーボード直結のSATAのSSDに音源を置くのがベストだと思います。資金的に可能であるなら、ハードディスクをファイバーチャネルを用いてマザーボードから一定の距離を置きノイズ対策を施す・・・これがベストだと思います。そのマザーボードから、ファイバーチャネル、LANケーブルを用いて、サウンドボードをレンダリングする、これに尽きると思います。

ファイバーチャネル:RME MADIface XT
https://synthax.jp/madiface-xt.html

LANケーブル:DANTE
https://www.audinate.com/?lang=ja

Sony HAP-Z1ES
 そこでSony HAP-Z1ESをS/PDIFで接続する事に疑問を感じました。折角良くできたプレーヤーなのにS/PDIFがボトルネックとなって、別のラビリンスに突入しそうです。Sony HAP-Z1ESとデジタル・チャンデバをどの様に接続するのが新たな課題となりそうです。
 Sony HAP-Z1ESにi2s(LDVS)インターフェースを作るのが良いようです。まさにHAP-Z1ESにDante出力が可能になればよいのですが・・・・

ラジオ製作会

 今日は、手作りアンプの会主催の「ラジオ製作会」に出席してきました。ラジオは、ソフトウェアーを利用した新しい時代のラジオです。
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 ラジオの製作は小学生の時作製した、「ゲルマニュームラジオ」、中学生の時作製した「ST管並三ラジオ」以来で、半世紀ぶりです。スケルトンのケースが、そのラジオです、その下の白いケースは、3Dプリンターで作っていただきました、ラジオのケースです。

作製風景
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作製会に出席された方は、総て大ベテラン揃いで、二時間程で全員製作と音だしを終えて、余った時間で、ラジオの回路説明と、ラジオを制御するPICのC言語で書かれたソフトウェアーとそのSDKの説明が行われました。

製作作業
 製作作業は、ハンダ付けのみと言えども、部品の大きさが胡麻粒程の大きさで、慣れないとかなりハードルが高い作業です。
 一週間前に予備日を設けて、製作作業を行った時も、全員完成したそうです。
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今回、リチュウム・イオン二次電池の仕入れが、製作会に間に合わなかったので、乾電池で動作確認を行い、後日リチュウムが配布される予定です。
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製作会の御礼
 製作会の開催と準備を、普段の仕事と平行して行うのは大変だったと思います。貴重なノウハウの開示と製作会を行っていただきました、会員の肥後さん、本当に有難うございました。

スイッチング電源のフィルター作製

 お寺大会(2017年夏)のお題が「スイッチングB電源による真空管パワーアンプ」が予定されましたので、早速、スイッチング電源のノイズフィルターの実験を行ってみました。スイッチング方式の電源は効率、レギュレーション、重量等を考慮すると極めて優れた電源方式であり、唯一のウイークポイントとしてノイズ対策が難しく、オーディオでは少々使いにくい側面があります。しかし、最近の優れたD級(PWM)アンプの様にノイズ対策をセオリーどおりに行えば、特に問題の無い方式と言うより、極めて優れた方式と言えます。かのジェフローランドは、IcePower、Hypex等のアンプモジュールを使いスイッチング電源で優れたアンプを生み出しています。

フィルターの構成
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 入力段で低ESR電解コンデンサーとノーマルモード・フィルターでリップルを減らして、後段ではコモンモード・フィルターで、EMI(Electro Magnetic Interference)高周波ノイズをリダクションします。

回路図
In → Out
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フィルターの素材
 EMIのフィルターは、既製品で優れたムラタ製EMIフィルタ(BNX016-01)を用い、リップル対策は低ESR電解コンデンサーのニチコン・オーディオ用として、あわせて日立金属製ファインメット・コアーを用いてコモンモードのフィルターを手巻きで作製してみました。

スイッチングアダプターの周波数
 安物のスイッチングアダプターはスイッチングの周波数が低く、高級なスイッチングアダプター程、スイッチングの周波数が高く可聴周波数から遠くに追いやっている様です。特に、ノートパソコンのアダプターは、容量と小型化に力を注ぎノイズ対策が好ましく無く、オーディオには対策無しでは使えません。それを考慮して、低い周波数で効果が得られる様に、ファインメットコアーを採用しました。

測定結果
スパイクノイズの状況
 スパイクノイズはLT3042やTPS7A4700,ADM7150等のHigh PSRRのLDOでも減衰できずに殆ど出力側に漏れ出てきます。しかし、以下のグラフで青がフィルターの入力の波形で、赤がフィルターからの出力で、スパイクノイズが遮断されている事が解ります。
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スペクトラム・アナライザーの測定結果(負荷電流200mA)
-95dB(青)から-110dB(赤)にノイズが削減されています
-120dB程度まで下がるのが理想です。
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可聴帯域
(~12KHz)では、緑で囲った周波数のピークが削減されています。
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肝心な音
 フィルターを使うと、高音のヒリヒリする感じが収まり聞きやすくなりますが、まあ~無いより有った方がましかな?と言ったところです。お寺大会用のスイッチングB電源による真空管パワーアンプには、設計段階から組み込みノイズ対策を施します。ノイズ対策を行わないスイッチング電源は、オーディオでは使い物になりません。

電動リモコンボリューム

 オフ会で音楽を再生する特、音量の調節で苦労します。
 音量によって音質の印象が大幅に異なるからです。煩いと感じる直前まで音量を上げて、印象を良くしたいという姑息な思いからの行動です。そしてアンプのボリュームとリスニングポジションの間を何往復もして、音量を調整しますが、この姿はとても醜く目障りです。そこで、それに一矢を報いる趣向で、リモコンのボリュームを入手してケーシングを行うことにしました。

前面
 リモコンのボタンは音量のアップ/ダウンと電源スイッチのプリミティブな物で、電源を投入すると、電源オフ時の位置からゼロの値に向かって45分の場所に移動して、爆音にならない様にプロテクトされています。ノブは形より視認性を重視しましたが、適当な大きさのチキンヘッドだと良いのですが、取り敢えず手持ちの物を充当しました。
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背面
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 抵抗値は、503Aの2連ですが、ギャングエラーは結構あります、しかし実際に聴いてみるとさほど気になりません。

内部
 電源はAvailability Serviceabilityを重視して、乾電池を電源としました。AC電源ですとノイズ対策、電源の確保が必要になり汎用性が劣るので好ましくありません。オフ会の時間帯での限定された使用時間ですので、電池の持ちは未だ未知数ですが、恐らく大丈夫でしょう。
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ブルートゥース・パワーアンプの実験

 ブルートゥース チップとPWMアンプであるTDA7492P使った基板が廉価に入手できましたので、お遊びで音だしをしてみました。
 タブレット端末からブルートゥースでダイレクトに音だしが出来ます。ペアリングも極めて簡単に行えて、選曲はタブレットから、又、音量のレベル調整は、タブレットとアンプ側の双方で行えて完全に連動します。
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使用しているIC
 アンプは、STMicroelectronicsのTDA7492Pです。PWMのBTL 25W×2チャンネルのマトモな商品です。又、ブルートゥースのトランスポンダーは、デファクトスタンダードのQualcommのCSR8635で、オペアンプはTIの定番NE5532です。
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実装のマップ
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 TDA7492のデータシートを見ると、21.6 dB, 27.6 dB, 31.1 dB 33.6 dBと4段階の調整ができるようです。TDA7492Pのデータシートを見ると25Wとありますが、0.1%歪み以内での動作を期待すると10W前後と言ったところです。

アンプの値段
 実は、このアンプは大陸製で、国際航空輸送料金を含めて、何と1,055円です。如何したらこの様な価格になるのでしょうか?凄く不思議です。まあ~注意深く基板を眺めると、LPFのインダクターが、リフローの時に移動したためか、少しズレています。でも動作上では問題ない範囲です。

肝心な音は
 本当に酷い音です、流石1,055円のPWMアンプで、電源投入時に「ポロリ~ン」と結構な大音量で開始音が響くので…ゲインの設定以外本体に触れる必要がないので、各種操作、音量、イコライザーはタブレットで行います。ご愛嬌に再生、停止時に「ポツ!」と盛大なノイズが入ります。色々調べましたが消す事ができませんでした。最後に電源を切ると「バッツン」と大音響です。
 再生無音時は「チリチリ」というロジックノイズの漏れが乗ります。何気なしに、Bluetooth のアンテナの辺りを触るとノイズがピタリ!と消えます。ノイズ対策がまるでなってません。音質はSBC(SubBand Codec)でつないだ場合、無音時に特有のロジックノイズが聞こえましたが、AACでつなぐとヒスノイズのみになります。音源としてALACで鳴らしましたが、どの様なフォーマットでも同じです。
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総括
 電源逆接続防止ダイオードを設けてあり、リフローも綺麗で、英国製のラズベリーパイより遥かに美麗に出来ています。音質はオーディオの範疇とは言えません。音楽を楽しみ、手段を選ばない方に向けた商品です。かなり"あらびき"ですが、部品を集めて作製してもこの価格に収めるのは不可能であり、コストパフォーマンスはかなりのものです。東急ハンズで購入したアクリル名刺入れとヒロセパーツのターミナルブロックで、基板の価格を超えます。次回のオフ会で紹介して、その後は夢の島行きの予定です。