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Sin 波の美しさ勝負

最近 linux-next で RockPro64 のアナログオーディオ出力を使いたくて、色々やっています。デバッグの都合上、RockPro64 の DAC/ADC である Everest ES8316 の出力波形をオシロスコープで見ることが多いです。

私が音楽を聴く程度では、特に何も思いませんが、オシロスコープで見てしまうと、波形がやや歪んでいることに気づいてしまいます。

我が家で一番の波形の綺麗さを誇る ONKYO U33GXV2 と比較してみたいと思います。

テストその 1 - 48kHz Sin 波

最初はサンプリング周波数(以降 Fs と書く)= 96kHz のときの、48kHz Sin 波を入力してみます。振幅は最小から最大です。

まずは ES8316 から。DAC ボリュームを最大にすると波形が歪むので、今回の計測では -2.0dB に設定しています。


Everest ES8316 48kHz Sin 波(Fs = 96kHz)

U33GXV2 だとこんな感じです。


ONKYO U33GXV2 48kHz Sin 波(Fs = 96kHz)

雲泥の差というほどでもないですが、ONKYO はやっぱり歪みが少なくて綺麗ですね。

テストその 2 - 24kHz Sin 波

上記の比較をしたあとに気づいたのですが、ES8316 は Fs を 50kHz 以上にする場合、異なるモードに設定しなければならないらしく、linux-next はその設定に対応していませんでした。

つまり ES8316 側は設定不足で不利な状態にあり、公平な比較ではなかったようです。というわけで、次はサポートの範囲内である Fs = 48kHz の 24kHz Sin 波で比較しようと思います。


Everest ES8316 24kHz Sin 波(Fs = 48kHz)

時間分解能の設定のせいかもしれませんが、先ほどより歪んでいるように見えます。Sin 波と三角波の間のような波形になっています。


ONKYO U33GXV2 24kHz Sin 波(Fs = 48kHz)

こちらは歪みが見当たらない(少なくとも私のオシロでは)レベルです。さすがですね……。

[編集者: すずき]
[更新: 2019年 9月 8日 13:17]
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RockPro64 とアナログオーディオ - その 3 - DAC ボリュームの仕様?

引き続き RockPro64 のアナログオーディオと闘っています。RockPro64 には RK3399 という SoC と Everest ES8316 という DAC/ADC が搭載されています。

ES8316 のドライバは既に linux-next に存在しており、ボリューム調整の機能も実装済みです。ボリューム調整は alsamixer を使うと便利です。CUI ながら、下記のように GUI 風に表示されます。


Headphone(左端)と Headphone Mixer(左から 2番目)ボリューム

Headphone Mixer(左から 2番目)ボリュームの設定値は先日(2019年 8月 31日の日記参照)直しましたので、最大値にしても問題ありません。ただし、まだ linux の upstream ツリーには取り込まれていないので、5.3 か 5.4 を待たなければなりません。

今回、問題を見つけたのは、ずっと右の方にある DAC というボリュームです。初期値はおそらく最大値である 100(= 0dB)になっていると思います。

おそらく HW の仕様だと思いますが、ボリュームの挙動がちょっとおかしく、0dB にすると波形が歪みます。

出力波形を見る

テストデータとしてサンプリング周波数 48kHz で 8kHz の矩形波を使います。まずは DAC ボリューム最大で試します。


ES8316 6kHz 矩形波(Fs = 48kHz)、DAC ボリューム 0.0dB

矩形波の周波数が 1/6 Fs の場合、矩形波の天辺は緩やかに波打つはずです。しかし ES8316 の場合、頭打ちするのか、ギザギザになってしまいます。


周波数が 1/6 Fs の場合の波形2014年 11月 25日の日記より)

ここで DAC ボリュームをわずかに下げてみます。


DAC ボリュームを -2.0dB に変更

音量的にはほとんど変わりませんが、波形はかなり綺麗になります。ちなみに私の耳では聞き比べても全く違いを感じません。オシロスコープ様で見ないとわからないです……。

お試しいただく際の注意点ですが、8kHz の矩形波は中途半端に高い「キィーーン」という音で、かなり不快な部類の音に入ります。あまり長く聴かない方が良いと思います。


ES8316 6kHz 矩形波(Fs = 48kHz)、DAC ボリューム -2.0dB

SoC 側から出力しているクロック、I2S データともに全く同じなので、DAC ボリューム最大で波形が歪むのは ES8316 の特性でしょう。おそらく。

音質に少しでもこだわりたい人は DAC ボリュームは -2.0dB で運用するのが良さそうです。音量調整の手段は Headphone や Headphone Mixer がありますし、そちらの 2つはボリューム Max にしても波形が歪まないので、お勧めです。

[編集者: すずき]
[更新: 2019年 9月 8日 12:51]
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