2014年5月頃、計測してアップロードしようと原稿書いたけど、USBケーブルの事書いても、今更どうなの？でボツにしてた記事です。
Volumio登場前後で、RaspberryPiからI2Sが直接出てこない頃で、Amanero製USBDDCを使ってタンデム基板鳴らしてた頃のお話です。
新製品紹介記事更新したついでに、加筆、修正してこの原稿もUPしてみます。
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USBケーブルの話など書いてみたいと思います。
面白いデータ取れましたのでご紹介します。
STEREO SOUND系の雑誌、Hivi誌とかDigiFi誌とかのお試しUSBケーブル４本セットって、ご存じな方多いと思います。DSDな曲が入ったDVDとか、USB_DACが付録で付いてくるとかの雑誌です。
４種類４本￥３６５０－と手ごろな価格で、１本￥１００００！！なケーブルの短い奴が、一時期在庫切れになりましたが、
今でも買えます。
タンデム基板には入力にアイソレータ挟んでるから「デジタルデータの伝送には、ケーブルごとき変えたところでなんの影響も無かろう」と思ってたのです。が、、、、、、違いました。
USBケーブル変えると音が変わるって実際に起こるのですね。
ケーブルセットには、試聴屋さんのコメントが付いていて、それぞれ個性があるみたいです。
私の再生環境では、その違いは聴いても判別できませんでした。
上等なスーパツイータ繋げば判別できたのかもしれません。
30年前のダイヤトーンP610使ってるものですから。
でもね、私は半導体計測屋です。半導体計測の分野では、ミックスドシグナルはタイムドメインで測定した波形を、周波数ドメインに変換して計測します。
手持ちのUSBオシロで測定、計測したら、ちゃんと違いが確認できました。
再生器はRaspberyPi。OSはRaspyFi。
RaspberryPi電源はPranexのUSBスイッチング５V電源。マイクロUSBケーブルで給電
JEITAディスクの１ｋHzテストシグナルを、WAVにリッピングして44.1kHzPCMでCombo384に入力。
SRC4192Aで、176.4kHzPCMにアップサンプリング。
マスタクロックをNB3N2302DGで４5MHｚに2逓倍。
マスタは2個載せデュアルモノ。スレーブは1個載せでDSD512再生。
差動合成はNJM2114 カットオフ５０ｋHz。
タンデム基板電源はトロイダルトランスの自作リニア電源。
DC3.3、5、+12、-12は共通のトランス。
PLL電源も1242電源もインターフェース電源も全て共通の３．３Vで、フェライトビーズ介しての分割のみ。
赤がレフト、青がライト。LRで微妙に違うのは、測定誤差と思ってください。
計測帯域は５０ｋHz。ピークホールド表示。
純粋に、USBケーブル変えただけで測ってます。
Zonotone（JAPAN)
SUPRA（SWEDEN)
AIM（JAPAN)
WIRE WORLD（USA)
以前から手元にあった１ｍのケーブル（USB2.0対応品）何かのPCアクセサリ付属品
なにが違うって、結局のところスプリアスノイズの載り方が違うんですね。
要は、USB出力再生器から出るノイズが、Combo384とタンデム基板マスターとスレーブを通じて差動合成＋LPFに到達するかしないかって違いです。
４４１，９６，１９２再生の差でも、スプリアスの載り方が全然違います。喰わせるサンプリングレートが違えば、違うのは当たり前なのですが、SRC4192A使って、同じ１９２PCMにアップサンプリングして、DSD512再生にしても、スプリアスの載り方違います。
Si8660アイソレータでGND分離して、USBのスイッチング電源と、トロイダルトランスリニア電源で分割してても影響受けます。
アイソレータが効いてないのはガッカリというか、身も蓋も無いと言うか、、、、
USBケーブル毎に、シールドの違い、内部構造の違いがある訳です。
コネクタの接触抵抗が違うかもしれない。
ケーブルのシミュレーションモデルを考えたならば、アナログ的にはLCRの塊として考えなければなりません。LCRの定数が違えば信号伝達関数も変わるのは当然の結果であり、通過するノイズ、遮断されるノイズが違ってきます。
USBデジタルケーブルの良し悪しは、スプリアスノイズが伝わるか、伝わらないかって言っちゃっていいんじゃなかろうか。
下に表示された数字見ると、THD、THD+NはZonotoneが最良です。
次点が何かの付属品USBケーブル（笑）。
全体のノイズフロアはZonotoneが、最も低めになってはいます。
で、２１KHｚ～２２KHｚのスプリアスが、SUPRAだけ少ないです。
THD計算って８次高調波まで見てるのですが、スプリアスが２ｋHz,３ｋHz丁度から少しでもずれれば計算上は良く出るんですね。
自分の仕事を否定する事になっちゃうけど、カタログスペックのTHDとか、THD+Nってあてにならないなぁと実感しました。
計算結果が規定範囲に入っていればPASS、外れていればFAILなのが半導体計測のやり方です。THD平均値が0.3％以下なのはZonotoneと付属品とWIRE WORLDです。
THDの数字だけ見ると、Zonotone最高って思っちゃいます。SNR平均値は全部同じ値だし。
でも、パッと見良さそうに見えるのはSUPRAです。全帯域でスプリアス少な目に見えます。
DigiFi誌の試聴屋さん曰く、SUPRA「雑味がないなぁ」だそうで、見事に判別してます。素晴らしいお仕事されてますねぇ。今後はSUPRAメインで使うことにします。
SFDRがカタログに載らない理由も何となく判りました。THDが良くてもSFDRが悪くちゃ載せられないですもの。
SFDR、スプリアスフリーダイナミックレンジとは、基本波成分と、測定レンジ内の最大のスプリアス成分との比のことです。何ヘルツの成分との比になるかは測定結果によって変わります。
今回の測定では２６ｋHzか、４２ｋHzのスプリアスとの比になります。
YHPの技術者が書いたミックスドシグナルテスタのアプリケーションノートには、測定評価項目としてSFDRも測りましょうって書いてるけど、仕事ではSFDR計測のプログラムって全くやったこと無いです。
CODECデバイスや、CDプレーヤとかのスペック表にはTHD、あるいはTHD+NとSNRが書いてあってもSFDRは見たことありません。重要な指標なはずなのに、使われてないのは勿体無いというか、ずるいなぁというか。
チップメーカさんが、我々計測屋に「やらなくていいよ」というのだから、チップを使うオーディオ機器メーカさんも、「やらなくていいよ」と言ってるのでしょう。きっと、たぶん。
参考として、スイッチング電源繋いだプレクスターのプレミアム２のアナログ出力です。
いわゆる神ドライブって奴です。
これの数値が悪いのは、裏側のアナログコネクタ直接プローブしてるので、出力振幅小さいからです。タンデム基板よりスプリアス少ないです。身も蓋もないです。プレクの設計って優秀です。かなり良い音で鳴ります。
神ドライブの称号は伊達じゃありません。デジタルの読書性能だけでなく、アナログ再生音も優秀です。外部DACなど必用としない超高音質性能。
でもフルエンシではありません。
スプリアスノイズは
「RaspberyPiから盛大に出てる」ってことになるみたいです。
スイッチングなUSB電源なんて、捨てろって事でしょう。
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