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日々

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USB DAC を分解

先日(2014年 10月 20日の日記参照)カクカクの悲しい波形を披露してくれた Creative Sound Blaster Play! を分解しました。


Creative Sound Blaster Play! の 24kHz Sin 波出力(fs = 48kHz)の悲しい波形

分解方法は、こちらのサイト(2012年1月22日日曜日 - Sound Blaster Play! の分解方法)を参考にして、LED の横と、ヘッドフォン端子の横の爪を外しました。ケースにラジオペンチの痕が若干残りますが、壊れたりはしません。


Creative Sound Blaster Play! の分解写真(全体)


Creative Sound Blaster Play! の分解写真(ケースを開けた)

基盤が気になる人も居ると思うので、基盤の写真 2枚は縮小せず貼り付けておきます。でも、基盤のシルクは読めますが、LSI の品番が読めませんね…。写りが悪くて申し訳ない…。


Creative Sound Blaster Play! の分解写真(LED 側)


Creative Sound Blaster Play! の分解写真(DAC 側)

実は Google で画像検索するとドンピシャの分解写真が出たりしますが、気にしないでおきましょう…。

基盤に載っている LSI は LED 側の K93C46(EEPROM かな?)と、DAC 側の C-Media CM119 という USB Audio 用 DAC の、たった 2つだけです。基盤にホットボンドがのたうち回っていて、組み立てた人のヤケクソ度合いが感じられます…。

DAC のメーカーサイトはこのリンクからどうぞ。データシートをもらうには C-Media にメールアドレスの登録をする必要があるようですが、Google で検索するとデータシートが落とせるサイトが見つかります。良いのかこれ…?

ちなみに CM119 のデータシートに載っているリファレンス回路図と、Sound Blaster Play! は非常に似た作りになっています。基盤設計もほぼ省略の徹底的なシンプルさですね。これが安さの秘訣かなあ。

[編集者: すずき]
[更新: 2014年 10月 27日 00:25]
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コメント一覧

  • 通りすがり 
    当方外付けサウンドカードorDACの購入を
    検討していた最中で
    こちらで紹介されていたCreative Sound Blasterの派生製品のシステム構成に興味が合ったので、大変ありがたい情報でした。数量にもよりけりだけど、
    この構成だと開発費、宣伝広告費その他を除いて、材料費だけで見ると原価500円未満ってところでしょうかね。
    (メインプロセッサ2~300百円 その他は数円~数十円)
    貴重な情報ありがとうございました。 
    (2017年07月02日 02:41:24)
  • すずき 
    コメントありがとうございます。お役に立てて何よりです。 
    (2017年07月02日 11:40:47)
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USB-DAC の波形測定

以前の日記(2014年 10月 18日の日記参照)の続きです。手持ちの USB-DAC(Creative Sound Blaster Play!)の波形を見てみました。

測定方法は前回同様です。96kHz 設定ができないデバイスのため、USB-DAC の fs は 48kHz/16bit とし、24kHz の Sin 波を再生しています。


Creative Sound Blaster Play! の 24kHz Sin 波出力(fs = 48kHz)

グラフが中心からずれているのは設定ミスではありません。この製品は無音でも常に直流成分が出ていてます。いかにも矩形波を合成しました、と言わんばかりに波形がガタガタしているのも特徴的です。

この製品は 3000円を切る安さと、手軽に使えるのが小ささが売りなので、音の良さにこだわりはありませんが、それにしたって、もうちょっとマシにはできなかったんでしょうか…?

[編集者: すずき]
[更新: 2014年 10月 21日 02:08]
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  • IKeJI 
    Play! うちにもあります。
    デカップリングコンデンサをつけるだけなのに。。。 
    (2014年10月21日 13:05:58)
  • すずき 
    >IKeJIさん
    設計した人も、すぐに気づきそうなものですが、バイパスすら省いた安価設計なのでしょうかね? 
    (2014年10月22日 00:17:50)
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私には聞こえない音 その 2

以前の日記(2014年 10月 13日の日記参照)の続きです。ノート PC に繋いでいる USB-DAC(ONKYO SE-U33GXV2)のサンプリング周波数の設定を 48kHz/16bit と 96kHz/16bit で切り替えた時の差を調べました。

サンプリング周波数(以降 fs と言う)が 48kHz/16bit の場合、24kHz までの音が再生でき、fs = 96kHz/16bit の場合、48kHz までの音が再生できます。従って 48kHz の音を再生しようとしたとき、fs = 48kHz/16bit のときは鳴らず、fs = 96kHz/16bit の時に鳴れば、設定が効いている、ということになります。

ただし 48kHz の音は超音波なので、人には聞こえません。鳴っているか?鳴っていないか?の判定は、オシロスコープ(Tektronix TBS 1052B)で見ます。

速報

結果だけ先に言えば 48kHz/16bit の時は何も鳴らず、96kHz/16bit の設定の時は 48kHz の非常に綺麗な Sin 波が見えました。

ちゃんと設定効いてるんですね。相変わらず私が聞いても、鳴ってるのか鳴ってないのか、何一つわかりませんけど…。

測り方

測定用のデータとして fs = 96kHz/16bit で 48kHz の Sin 波を作ります。用意するのが面倒くさい人は、下記リストの一番下にある WAV ファイルを使ってください。

USB-DAC の fs を 96kHz に設定(※1)し、USB-DAC の PHONE 出力とオシロスコープを繋いで(※2)、先の WAV ファイルを再生するだけです。

(※1)コントロールパネルの [サウンド] - [スピーカー SE-U33GXV Audio] を右クリックして、[プロパティ] - [詳細] タブ - [既定の形式] で [16 ビット、96000Hz(スタジオの音質)] を選択します。

(※2)普通のオシロは BNC 端子なので、ステレオミニのピンプラグが刺さりません。今回はステレオミニ → RCA → BNC と変換しました。機材は Amazon で全部揃います。

結果

測定の結果です。まずは ONKYO SE-U33GXV2 から。fs = 96kHz のときは下記の波形が出力され、fs = 48kHz にすると何も出力されなくなります。


ONKYO SE-U33GXV2 の 48kHz Sin 波出力(fs = 96kHz)

波形はノイズもなく非常に綺麗です。さすが ONKYO さん…。

比較用にノート PC の内蔵音源(Conexant 20671)の測定結果も載せます。音量はほぼ同じで、fs = 96kHz、再生するデータは同じです。


ノート PC 内蔵音源 の 48kHz Sin 波出力(fs = 96kHz)

音を大き目(ボリューム 50)にして測定しているので目立ちませんが、全体的にノイズが載っていて波形がガタガタです。また、ところどころに「ヒゲ」のようなノイズが載ります。

全体のノイズやヒゲノイズの大きさは音量によらず一定のようで、音を小さ目にするとより顕著に見えます。

日記を見返すと、ノート PC 内蔵音源の「サー」というノイズが気になる2013年 3月 16日の日記参照)と書いてあるので、ここまで盛大にノイズが載ると、素人の私でも気づくようです。

[編集者: すずき]
[更新: 2014年 10月 19日 14:55]
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オシロスコープ

デジタルオシロスコープ(Tektronix TBS 1052B)を買いました。5万円です。教育用のエントリー機種だそうです。

額だけ見ると高いですが、新品の Tektronix のオシロって 20万円〜数百万のイメージだったので、こんな値段で買えるようになったのはびっくりです。最近 Amazon などで幅を利かせている、中国メーカーの安価なオシロの攻勢が効いているんだろうな…、と推測しています。

他のご家庭の話を聞く限り、いきなりこんなの買ったら奥さんに百回くらい殺されるのが普通に思われるのですが、我が家はお互いに趣味に理解があって助かります。さすがの奥さんも今回の値段には、一瞬「え」って止まってましたが…。

あと、奥さんがオシロスコープを知っていたのも驚きました。理科の実験で音叉の 440Hz を見るために使ったのだとか。小学校か中学校に 1回見ただけの機材とか、そんなの良く覚えてるね…すごいわ。

[編集者: すずき]
[更新: 2014年 10月 19日 12:45]
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