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タムラ TPAS-10S 600Ω:10KΩトランス 特性

PCM2704との組み合わせで使えそうなトランスとして挙げられているタムラTPAS-10Sがちょうど転がっていたので特性を測ってみました。このトランスはTHS-2に比べると若干大きなサイズ。コアの大きさのおかげか余裕の特性をみせつけてくれました。


特性はこちらで
http://fixerhpa.web.fc2.com/sokutei/trans_freq/index.htm


このTPAS-10Sを用いることで特に低域の歪率においてさらに高性能なライン出力を組むことができそうです。

ただ、しかしながら"トランスならではの音質"は歪が付加されることによって作られている可能性も十分にあるので、あまりにも歪率の優秀さを求めてしまうのも良いとは言い切れません。
特性重視であれば間違い無くこれが良いと思うのですが…。

私の頼んでいるトランスもまだ出来上がってきていませんが、果たしてどんな特性が出てくることになるのやら。

AKI.DAC-U2704+ASIO4ALL

ASIO4ALL.gif


PCM2704の歪率がWindows7上での設定によって変わる話がありましたが、リサンプルとか煩わしいことをしないで済む方法がありました。
仮想ASIOドライバのASIO4ALLを使う方法です。
なんで気づかなかったんだろう。ProToolsで必要だからふつうにインストールもしてあったのに。

というわけで、これを使えば簡単に最良の状態を作り出せます。
これを用いることによってFs=44.1kHz時に1kHz 0dBFsを出力したときになぜか歪率が0.03%と高くなってしまう問題もなくなり、Fs=48kHzの時と同じように0.008%を叩き出せるようになりました。

ちなみに従来の方法ではスピーカーのプロパティでのリサンプリングの周波数設定がWaveGeneの設定値と異なる場合には0.013%あたりまで歪率が悪化してしまったり、サンプリング周波数の設定が合っていても、ASIO4ALLを使用すると歪率がごく僅かに改善する結果も出ています。0.0087%→0.0082%とか誤差レベルですが再現性がありました。

ちなみにASIO4ALLを使用した時の歪率の最良値は1kHz -7dBFsでの0.0056%でした。
dB表記ですと-84.7dBで信号レベル-8.55dBuに対し無信号時ノイズレベルは-97dBuです。
これらの数値はすべて帯域制限22Hz~22kHzにて行なっており、制限を行わない場合のノイズレベルは-52dBuと、だいぶ可聴外ノイズがあるようです。

以上、AKI.DAC-U2704のRCA出力での値でした。


ちなみに16bitPCMだったらTHD+Nはディザなし1kHz0dBFsで0.0012%あたりが限界なんだよね。
あんまりゼロの数にこだわりすぎるのも意味ないよね。

PCM2704帯域外ノイズそして歪について

PCM2704の帯域外ノイズと歪率の関係について気になったので調べてみました。

AKI.DAC-U2704のRCAライン出力および、ぺるけさんのTAMRA THs-2を使った回路の2種類で歪率を確認します。
WaveGeneにてFs44.1kHz、1kHz、-6dBの信号を出力し、測定器の帯域制限を切り替えながら測定しました。

RCA出力

帯域制限,歪率
>300kHz , 0.83%
~80kHz , 0.08%
~30kHz , 0.02%
~22kHz , 0.007%

THs-2出力
>300kHz , 0.07%
~80kHz , 0.07%
~30kHz , 0.02%
~22kHz , 0.007%

というわけで、大きく違うのは300kHz制限時の2つの回路の差および、22kHz制限と30kHz制限との差ではないかと思います。

前者については、100kHzオーダの値のときにトランスおよびCRフィルタが効いてる。後者についてはFs=44.1kHzに対し、ナイキスト周波数近辺でノイズが多いと考えられるでしょう。


つづいて、出力レベルと歪率の関係についてです。

PCM2704にて1kHz 0dBFs出力より-6dBくらいのほうが歪率が良い件について、チップのデーターシートによると

>THD+N VOUT = 0 dB RL > 10 kΩ, bus-powered 0.012% 0.02%

>fIN = 1 kHz, using the System Two Cascade audio measurement system by Audio Precision in the RMS mode with a 20-kHz LPF and 400-Hz
HPF.

というわけで、0dBFsでももう少し良い値が出るのではと思うわけです。
最初は各所のデカップリングコンデンサの値が少ないのかと波形を見たり値を増強したりしたのですが、症状はかわらず。

いろいろ試行錯誤した結果、どうやらwindowsの設定によっても歪率が変わるようです。
気をつけたいのはサンプリング周波数とリサンプリングについて。
実験の結果、Fs=44.1kHzですと0dBFsで歪率が高い現象が発生し、Fs=48kHzですと問題なかったり。
また、「共有モードで使用されるサンプルレートとビットの深さを選択します。」の設定によって意図せぬリサンプルが行われる場合があるようなので要注意です。

まあ、歪といっても0.01%なんてデシベルでいったら-80dBとかでしょ。この世界の値なんておいそれと測定できるもんじゃないよね。信号レベルが0dBFsで630mVだっけ? -80dBって63μVだよ。誤差みたいなもんだよなー。測定の配線でもちょっとしたハムノイズ載ってたらアウトじゃん。

AKI.DAC-U2704+サンスイST-75

CA3G0064.jpg

秋月DACキットとサンスイのST-75、10kΩ:600Ωの逆さ使いで頑張ってみました。


PCM2704_ST75_1000u_freq.jpg

負荷は10kΩ、入力側はカップリングでピークが出来てしまうため1000μFにしてみましたが、まだ12.5Hzで0.5dBくらいのピークが出ています。何か良い手立ては無いものでしょうか。

が、しかしおかげで低域端でのレベル低下がごまかせているのかもしれません。


PCM2704_ST75_1000u_THD.jpg


歪率は0dBFsだと最良値にならないので若干控えて-3dBFsで。
やはり100Hzでは0.13%と、同環境での実測値、タムラTHs-2の0.013%とは桁違いの結果でした。

しかし電圧的には0dBFs=2.34Vrmsと、十分に昇圧が実現できており、周波数特性でも不満はありません。

あとは聴いた感じの音質が良ければ文句無し???


歪の一桁と値段の一桁、どっちを取る??????



ということで、音を聴いてみました。


何か「ツマラナイ」

音悪いわけじゃないんですよ。低域の歪が識別できるとかそんなこともないですし、具体的な欠点を指摘できるわけではないのですが、なんだかつまらない。
心理的バイアス、すなわちプラシーボレベルかもしれないのですが、今回はなぜか魅力を感じませんでした。

でも、音が悪いわけではありません。PCM2704の出力レベルが低くて困っていたら、迷わずST-75を取り付けてレベルを稼ぐと良いと思います。

AKI.DAC-U2704+タムラTHs-2

DSC_0834e.jpg

昔作った機器にタムラの600Ω:10kΩトランスのTHs-2がついていたので、ちょっと拝借。
ぺるけさん設計の回路と同じものをバラックで組んでみました。

最初、音声信号に混じって発振というか、ザーというデジタル系のノイズが混ざっていて焦ったのですが、よくよく見るとフィルタのコンデンサの位置を間違って抵抗の手前に入れてましたw
そのせいでDACが誤動作してたんですね。あれ、でもヘッドホンアンプが入っているからそこまで前段に影響しないと思うのですが、いったいどういうことになっていたのでしょう。


音の傾向は、やはり前回テストしたA28-184トランスとおなじ傾向の雰囲気でしたが、こちらのほうがDAC直出しの場合と比べた時の音の変化量は少ない感じがしました。
ちなみにこの音の傾向ですが、やはりパーマロイコアトランスの特徴ではないかと思います。ちなみにA28-184トランスのオリエントコア版のA28-187というのも作ったことがあるのですが、これは誰に聴いてもらっても「音が良くない」と言われます。おそらく低域の出方の特徴が違うのだと思います。


ちなみに、トランスを使って昇圧することの宿命として二次側のインピーダンスが高くなってしまうことが懸念されます。例えば今回のTHS-2の場合、規定通りに組んだとすると出力インピーダンスは10KΩとなってしまい、ラインとして引き回すにはとても高い値になってしまいます。まあ今回の場合は一次のソースのインピーダンスが600Ωを下回っているため、実質的な出力インピーダンスは10kΩを下回るはずです。一応値を見てみました。

THS-2_2次側からみたインピーダンス

測定条件ですが、PCM2704の出力インピーダンスがほぼ0に近いことがわかっていますので、ICを取り除き、その部分をショートさせた状態で出力側から電流注入法で測定をしています。

可聴域でほぼフラットなのは大変良好なのですが、出力インピーダンスについて通常のライン出力はせいぜい600Ω以下であることを考えると全体的に3600Ωという値は高い値であり、動作が気になります。
まあ問題としてはケーブルが長い場合の高域低下だと思われるので、ケーブル長さの違いによる高域低下がどのくらいになるかチェックすることにしました。


以下がCANARE4E6Sを50cmの場合と5mの場合での比較です。
THS-2_Freq_ケーブル長L50cmR5m

2つのグラフは全くもって重なり合い、通常の使用では高域の低下について心配が不要であることが確認されました。接続ケーブルや接続機器による信号の変化を抑えるためには、出力インピーダンスはなるべく低く保ちたいところですが、この程度であれば差し支えないことがわかりました。
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