オーディオアナライザ~でDAコンバータ~を調べてみました (やっべ~ぞ)

ローデシュワルツのオーディオアナライザーUPLを導入したことを以前お知らせしました。今日はその測定例を紹介します。

オーディオアナライザ~R&SのUPL

このオーディオアナライザーは相当古いものです。基本的にコンピューターで計測を制御していますが、OSが何しろWindows95の前のMS-DOSですから。それで安全か?ですって、まちがいなく安全で安心です。何しろLANもUSBもついていませんから。

その代わりデータの転送に偉い苦労します。付いている媒体はFDDフロッピーディスク、ただこれにデータ保存する手順がテキストコマンドをハッカーのようにバチバチ打たないといけないので、使い物になりません。マウスなんておしゃれなものも(オプションにはあるようだが)付いていません。

とは言えオーディオアナライザーとしての基本性能は極めて優秀で、今でも立派に通用します。これまで使用していたパナソニックのVP-7723Aよりも一桁下のTHDを測定できますし、何よりFFTによる解析機能に優れています。

測定結果は測定器の10インチぐらいのディスプレイに表示されるので、それで不便はないのですが、画像くらいは取り込みたい。やろうとするとこの様なフローになります。

外部モニター用のVGA出力はありますので、これを一度ビデオ信号に変換し、ビデオキャプチャーで今のPCに取り込めます。こう書くと簡単ですが、ここにたどり着くまでに相当の労力を費やしました。

それにこのオーディオアナライザーUPLにはデジタルの入出力もついているので、DAコンバーターの測定にも便利です。

今回はDAコンバーターの測定結果を紹介しましょう。

DAコンバーターDACFA0(PCM1704)のスペクトル  Fs=48kHz

下の画像はこの測定器UPLからSPDIF信号(Fs=48kHz)光で1kHzサイン波を出力して、弊社のDAコンバーターのアナログ出力を調べたものです。 0dB出力時にで約2V(6dBV)の出力が出ていて、THD+Nが0.006%であることがわかります。スペアナ波形(横軸の単位はkHzです)を見ると、THDの主成分は第2高調波であることがわかります。

ノイズも含めて0.006%というのは相当に優秀でカタログスペックの約2倍に収まっています。カタログスペックよりも悪いと思われるかもしれませんが、カタログデータはFs=768kHzで、しかもフィルターを入れ、かつ平均値を取っているようなので(カタログデータと言うものはそういうものです)、この実測データは相当いい感じです。

DAコンバーターDAC-FA0の歪分布

こちらはDAC-FA0の高調波歪み分布です。次数が高くなるに従って減少していっています。

次にもう少し新しいDACチップのTHDを見てみましょう。こちらは試作したUSB-DACで使用したESS社のES9018の特性です。THD+Nは0.0075%でPCM1704と同程度です。ただ、スペクトルを見てもらうとわかるように、高調波歪はほとんどなくむしろノイズの方が主成分に見えます。(ES9018の方がTHDがずっと小さく見えるのは縦軸のスケールが異なるからです)

ES9018のスペクトル、Fs=48kHz

 

ES9018の歪分布

こちらのTHD成分を見たのがこちらで、第2から第9高調波まで同程度に検出されています。ただノイズを除いた全THD成分は0.0013%と非常に小さい値です。ES9018は内部でノイズシェーピングをしているのですが、可聴帯域までノイズがおりてきているのでしょうか?

以上はFS=48kHzのデジタル信号を入力した時のデータですが、残念ながら測定器UPLでは48kHzが上限です(何しろ古いので)。

かわりにサンプルレートコンバーターで96-384kHzまでアップサンプリングして入力した結果がこちらになります。

ES9018/Fs=96kHz

ES9018/Fs=96kHz

ES9018/Fs=192kHz

 

ES9018/Fs=384kHz

サンプリングレートを上げると高調波歪が逆に増加していることがわかります。悪化したといっても0.001%レベルですから、悪化というより”見えすぎちゃって困るの~”という感じですが。

使用したサンプルレートコンバーター(SRC)はAK4137です(実はこのAK4137相当なくせ者です)。THDが悪化したのはDACチップのせいではなく、SRCの影響である可能性もあります。SRCを使う限りTHDが特性上はメリットが無い様です。

とまあ、こんな解析も簡単にできるようになりました。