電子工作、エレクトロニクスの寄り道

EL1352-F22Cのサウンドデバイス(12)最近のサウンドボード

　ハイレゾ人気だそうですが、耳で聞いて違いがわかるかどうか、特に耳の良い吾輩の場合（笑）。でも、実験に使うには、ＰＣにオマケのように付いているものより性能の良いサウンドデバイスが欲しくなることがあります。最近のものはど〜なんでしょうね。
　全体的に、再生機能ばかり重視して、録音側を軽視しているものが多いのは相変わらずです。測定に使うには、むしろ録音（ライン入力）側が低雑音・低ひずみ・広帯域であって欲しいです。残念ながら、日本のものは、これといったものが見当たりません。
　ＥＳＩのＪｕｌｉ＠　ＸＴｅというのが出ていますね。いいんですが、今持っているＪｕｌｉ＠のＰＣＩｅ版で性能は変わらないようですね。
　ＡＳＵＳのＥｓｓｅｎｃｅ　ＳＴＸも良さそうです。Ｓ／Ｎ比はＪｕｌｉ＠より少し良いようですが、全２重かどうか不明なのが痛いですね。購入する前にメーカーに確認したほうがいいです。
　う〜ん、わざわざ買い換えるべきものはないですかね・・・

EL1352-F22Cのサウンドデバイス(11)ボリュームに注油穴が欲しい

　デテントボリュームの歪は、接触不良かもしれないという、何の根拠もない仮説（？）を確かめるべく、しからば油を注してカイゼンするかどーか調べてやろうとしたのですが、なかなか油を注すのは難しい構造ですね・・・
　ネジを外せば分解できるかと思いきや、これもダメでした。無理して分解すると、再生不能に陥りそうです。う〜む・・・

EL1352-F22Cのサウンドデバイス(10)最大入力：ＦＳ＝４０９．２ｍＶ

　（１）でライン入出力の周波数特性がどの程度フラットか確認しました。
　ライン入力の最大入力、感度を測定してみませう。何がしたいかと言いますと、例えば、ＷＳで信号の大きさが−１０ｄＢと表示されたとして、それは具体的に何Ｖなんぢゃい？　というのを確かめやうということです。
　（１）の結果わかっているように、２００〜１ｋＨｚのフラットな周波数で確認します。ＷＧで発生させた正弦波をダイレクトにライン入力に入れ、ＷＳで信号の大きさを測ります。同時に、２つのテスターでも電圧を測定します。電圧測定値は、２つのテスターの表示の平均値として、万全を期します（？）。
　ＷＧ，ＷＳの設定は、ＭＭＥ，ＷａｖｅＭａｐｐｅｒ，９６ｋＨｚ，１６ｂｉｔ，窓関数なし、フルスケールＳｉｎ波の値を０ｄＢとするとします。
　ＰＣの設定は、ライン入出力共にＭＡＸとします。
　ＷＳ側で信号の大きさが−１０．００ｄＢとなるように、ＷＧの出力を調整しました。

　その結果、ＷＧ側の出力を−１９．３２ｄＢにすると、ＷＳ側で−１０．００ｄＢになりました。このとき、テスターでの測定値は１２９．４ｍＶでした。
　これを、約２５０Ｈｚ，３１５Ｈｚ，４００Ｈｚ，５００Ｈｚで行いましたが、同様の結果でした。これ以上の周波数では、実は普通のテスターではついていけないんですね。だからこの位でやめときます。
　結果として、フルスケール（ＦＳ）で４０９．２ｍＶｒｍｓということです。フルスケールまで使いませんが。

　何らかの測定に使うためには、こういう確認が必要ですので。
　約４００ｍＶという制限がありますが、普通のテスターよりも高い周波数まで電圧が測定できます。
　また、ＯＰａｍｐの雑音測定もできますね、きっと。そういえば、昔ＯＰａｍｐ雑音ランキングなんてやりました。４０ｋＨｚまでの入力換算雑音電圧測定ならできます。仮に−２０ｄＢの白色雑音が観測されたとすると、帯域幅４０ｋＨｚとして、２０５μＶ／√Ｈｚとなります。まあ、EL1352-F22Cの帯域幅は４０ｋＨｚ＋αありそうだし、測定結果の有効数字が３桁もあるはずがないので、２００μＶ／√Ｈｚと考えたほうがいいように思います。
　　０ｄＢ：２０００μＶ／√Ｈｚ
−２０ｄＢ：　２００μＶ／√Ｈｚ
−４０ｄＢ：　　２０μＶ／√Ｈｚ
　仮に１０ｎＶ／√ＨｚのＯＰａｍｐだとして、１万倍増幅してライン入力に入れると、１００μＶ／√Ｈｚになりますから、余裕で測定できそうです。

EL1352-F22Cのサウンドデバイス(9)歪の原因

　入力信号が大きくなると、クリップする前から歪率が大きくなるのは、なぜでしょうね。
　もちろん決定的なことはわからないのですが、もしかして？と思ったのは、保護ダイオードです。
　データシートによると、ＡＤＣは最大１．４Ｖｒｍｓまで入力できるようです。正弦波１．４Ｖｒｍｓということは、２．０Ｖｐｅａｋ、４．０Ｖｐ−ｐということです。アナログ部の電源電圧は５．０Ｖですから大丈夫なんでしょうけど、デジタル部の電源電圧ＤＶＤＤは３．３Ｖですよ。ということは、ピーク電圧はＤＶＤＤより高くなってしまいますね。電源電圧より高い電圧が入力できるというのは少し不思議な感じがしますが、まあ、アッテネータかなんかあって大丈夫なようになっていたとしても、過大入力を防ぐように、よく入れてあるのが、図のダイオードによる保護回路です。あんまり高い入力電圧が加わると、Ｄ１が導通するようになっています。入力電圧が４．０Ｖになると、Ｄ１がシリコンダイオードだとすると、もう導通電圧になってしまいます。というか、０．５Ｖぐらいから徐々に導通しますよね。これでは信号が歪んでも当たり前。
　これが歪みの原因では！？
　この保護ダイオードは、わざわざ入れなくても、ＩＣ内では自然にできてしまうのではないかと思うし・・・
　いずれにしても、入力信号は小さめにしないと歪が大きくなるようです。ただ、小さくしすぎるとＳ／Ｎ比が取れないけど・・・

EL1352-F22Cのサウンドデバイス(8) ＡＬＣ６６２のアナログ部

　ＡＬＣ６６２のアナログ特性を中心にデータシートで確認しました。
○デジタル部の電源電圧は３．３Ｖですが、アナログ部は５Ｖ。
○フルスケール入力電圧は、全入力１．６Ｖｒｍｓ、ＡＤＣが１．４Ｖｒｍｓ
○フルスケール出力電圧は、１．４Ｖｒｍｓ
　あれっ、（３）で確認したように、最大入力電圧は３７０ｍＶｒｍｓぐらいで、それ以上の信号を入れるとクリップしてしまうのに、どういうことでしょうね？
　雑音・歪特性を見ると、ＡＤＣよりＤＡＣのほうが優れていますね。どうもこういうサウンドデバイスは、録音性能より再生特性のほうを重視しているようです。測定に使うには、どちらかといえばＡＤＣのほうを重視したいところですが・・・
　入力インピーダンスは４０ｋΩで、測定に使うには、本当はちょっと低いですね。
　まあ、若干成約があるのは仕方ないですが、専門の測定器をわざわざ買わなくてもかなりの測定ができるというのは大変ありがたいです。
　出力インピーダンスは、ライン出力が１００Ω、アンプ出力が１Ωということですが、ＰＣの出力がどちらになっているのか、場合によっては要確認でしょうか。わかりにくいのですが、もしかして、６．１ｃｈのうち、フロントだけはヘッドホン用に低出力インピーダンスになっているのかな？

　ブロックダイヤグラムを見ると、アナログ部だけでも大変複雑です。すごいですねえ。特にわかりにくいのは、例えばライン出力になっている端子でも、他の入出力端子として変更できるようなので、さらに複雑になっていますね。
　例えば、ＤＡＣの出力をたどっていくと、ＤＡＣの出力にＶＯＬやら切り替えスイッチ部があります。このあたりの雑音歪特性はどうなんでしょうね。
　ＡＤＣの入力と各端子の間には、さらに複雑です。ひとつ気が付いたのは、アナログ入力から、ＡＤＣやＤＡＣを通らないで、直接アナログ出力に出るルートがあることです。間違えないようにしないとね。
　ほほお、と思ったのは、ＭＩＣだけではなくて、ＬＩＮＥ２にもＢｏｏｓｔアンプが入っています。わかりにくいのですが、ＬＩＮＥ２はフロントパネルのヘッドホン端子なのかもしれません。ここのアンプがあるので出力インピーダンスが１Ωになっていて、ＰＣの裏側の出力端子はヘッドホン用ではなくてライン出力で、出力インピーダンスは１００Ωなのかな。だいたい、普通ＰＣの仕様書は超簡略版ですから、こういうことは全然わからないんですよね、とほほ。
　それから、あっと思ったのは、ＶＯＬのところに、−１３．５ｄＢ〜＋３３ｄＢとなっています！　ＶＯＬというのはボリュームだとばかり思っていたんですが、隠れアンプがあったんですね。フルスケール入力電圧が１．６Ｖｒｍｓとなっている意味がよくわからなかったんですが、ここのＶＯＬを０ｄＢにしたときのことのような気がしてきました。ここのＶＯＬを最大にすると、＋３３ｄＢに増幅されてしまいますので、入力最大電圧は３７０ｍＶｒｍｓぐらいになるのかもしれません。だったとしたら理屈が合います。