【にわかAVマニアの準備】Rapsberry pi＋AK4495のオーディオ再生システムを準備中

今回は純粋に回路の話題なので読んでも判んないと思います．


オーディオマニアの読者諸氏はご存知かと思うのだが、Rapsberry piにDAC基板を取り付けてHiResオーディオ再生機として愉しむ人が多数いるらしい．

秋葉原のコイズミ無線でもラズパイオーディオ商品をいろいろと扱っている． →こちら

ラズパイオーディオではどんなDACが使われているのだろうか？
コイズミ無線のDAC基板から拾うとこの４つが見られる．

PCM5122、PCM5142、ES9023、ESS9038Q2M

これらのうち、前３者のプリント基板は数千円で買えるが、ESS9038プリント基板はなんと４万円もする．高いなー．
しかしこれとて9038PROではない．さすがにラズパイに9038PROをひっつけようという酔狂な者はほとんど居ないんだろう．すげー高価なはずだから．

わたしはいま、AK4495 DAC基板を自作している．
AK4495のランクをお値段で表示するとこんな関係だ．

PCM5122＝PCM5142＝ES9023 ＜ AK4495 ＜ ESS9038Q2M

AK4495プリント基板をラズパイオーディオ向けに売り出すならば、１～２万円ぐらいになるイメージだろうか．評判次第では買う者がいてもおかしくない価格だと思う．

だが、なぜかAK44xxをラズパイオーディオで見かけない（わたしは知らない）．

それには技術的理由がある．ラズパイにAK44xxを取り付けるのはめんどくさいのだ．

ラズパイオーディオのDAC基板は、I2Sというシリアルバスの一種でラズパイ本体からオーディオデータを受け取るのが一般的である．I2Sの信号は、LRCK、BCLK、DATA の３本である．

ところが一般的にハイレゾDACは３本の他にもう一つ、MCLKというclockを要する．MCLKはBCLKの２倍の周波数だったりする．（必ずしも２倍ではないが）

このMCLKをラズパイは出力してくれないので、自作しなくちゃいけない．それがめんどくさいポイントだ．

だけど有り難いことに、PCM5122、PCM5142はIC内部でMCLKを生成してくれるので、MCLKを調達する必要が無い．それがラズパイオーディオ基板にPCM51xxが多く採用されている理由と思われる．
海外通販サイトの取り扱い商品で、PCM5122を搭載した数千円程度のラズパイDACの例はこんなものである．現物写真と回路図から、ラズパイ＝マスター、DAC＝スレーブであることがわかる．最安値を実現する構成ですな．（上で触れたESS9038Q2Mの４万円のやつはDAC=マスターだそうだ）

つぎにES9023はMCLKが必須であるが、datasheetには「192fsより高周波数のclockならなんでもいい」と読める記述がある．周波数がアバウトでよいのならテキトーなX'talを載せときゃいいので設計の悩みは無い．ESSを詳しく知らないので憶測ですが．

さて、AK44xxのMCLKはというと、LRCKと同期したclockじゃないとダメなのだ．これはかったるいですぞ．PLL回路でBCLKを２逓倍せないかん．適したICは存在するのだろうか？？？

12MHzを24MHzに逓倍してくれそうなPLL ICを探してみた．

そしたら良さそうなのがあったのよ．
IDTというUSの半導体メーカーで、1990年代にWinChipというx86互換CPUを出してた会社だ．懐かしい、、、今でもマイナーな会社かなぁ．
IC名称はICS570という．中華通販で＠￥100ぐらい．

機能はこれだけ．いかにも周波数逓倍用途なブロック図である．入力clockと出力clockの位相マッチングもやってくれるので便利でいいぞ．シブイICを出してるね、IDTさん．

先だって、XMOSのclockに2.5nsのjitterがあると書いたが、XMOSのclockにICS570をかませるだけでjitterの大幅低減も恐らく可能であろう．そういう意味でも有用なICと云える．（ICS570の出力jitter SPECは80ps(1sigma)だそうだ）

夢はそれだけではない．
S/PDIFの受信回路のPLLがどんな不潔なclockを生成してるか判ったもんじゃないので、わたしはS/PDIFが怖くて使う気がしない．その不潔なclockにもICS570をかませれば音質が改善する可能性がある．

←S/PDIF

まぁ、ICS570よりもさらに100倍ぐらい高性能な、clock jitter attenuatorというICも在るのだがお値段も100倍ぐらいするんで使えないですわ～．

まずはclockから始めよ．

かしこ