今更ながら PCに SPDIF Coaxial Out端子を取り付けるべく動いてみる・・・ の巻

いつ頃からだろうか、居間のオーディオ機器を置いているラックから単機能な CDプレーヤーが脱落して BDレコーダーが設置され、たまたまその BDレコーダーには CDDBとの連携や PCMで非圧縮のまま HDDに記録できる機能があったんで、CDを聴くのはもっぱらその環境になってしまっていた。　一方で PCで BGM的に音楽を聴くのにも同じ CDから抜いた wavファイルを保存していたんで、最近ではネットから D/Lした Flac Codecのファイルとか、44.1KHz 16bitより上のデータも増えて、いつの間にか PC内のデーターの方が充実してしまっているのが現状。　PCには当初アナログ音声出力にアンプをつなぐ程度の配慮しかしていなかったんだけど、たまに USBの DACを繋いで聴くにしても、いちいち DACを接続して設定を変更して・・・　 という作業がものすごく面倒な環境になってしまっていた、のは大いに反省すべきところかと。

少し前置きが長くなったけど、今回はこの辺りを改善すべく、PCのアナログ音声出力をバイパスして少しでも良い環境で音楽を聴けるよう、願わくば 192KHzでサンプリングされたデータも (実質的に 20KHz以上の信号はほとんど入っていないだろうけど) ちゃんと本来のカタチで再生できるよう動いてみたいと思う次第。

まず最初にということで、PC背面にある端子類を確認してみたところ。　改めてきちんと確認すると、SPDIF Opticalの角形端子がありましたな(笑)

実は Opticalの端子は発光～受光素子の応答速度の関係でサンプリング周波数が 192KHzの信号では対応が保証されていないというのが気になるところでもあるんで、直近の「お題」としては、まず確実な SPDIF Coaxial Out端子を取り付けるのと、この Opticalな端子が 192KHzの信号をきちんと通せるかを見極めておきたいというのも思うところですかね

現在使っているマザーボードの SPDIFヘッダーを確認したところ。　もう少し古い世代のマザボだと背面に Coaxialな出力端子 (ピンジャック) も付いていたような気がするんだけど、残念ながら非搭載でしたwa。　ちょっとした基板が付いたブラケットがオプションで設定されているような感じだけど、機能の割に値が張るんでコレは却下だろう

どうせマニュアルにもこのヘッダーのピン配は記されているんで、ちょいちょいとコネクターを手配して実際に信号を出してみれば良いかと、まずはここから攻めてみることにする

テストに使う DACはとりあえずコレの予定。　DigiFi誌に付録で付いてきた USB D/D Converter (左半分) と D/A Converter (右半分) のセットね。

DACの搭載チップは TIの PCM5100Aなので 192KHz対応だったと思うんだけど、USB DDCは 96KHzまでしか対応していないんで、この組み合わせそのものではちょいと役不足。　で、DACに直接 SPDIF端子から信号を流し込むパターンを考えてみると、受け側の DIR9001が 96KHzまでしか対応していないんで、やっぱり 192KHzはダメっぽいね。

ということで、192KHz対応にしたければ「別の DACを買ってこい」ということになるんだろうけど・・・　 まぁ自分的には少し前に秋月さんで 192KHz対応の DIRキットも調達してあるんで、コレにすげ替えるのも有りかなぁ、と考え中ね。　ま、こちらは検討継続かな。

はい、話を戻して信号の引き出しを進めましょ～。　マザボ上のヘッダーは 2.5mmピッチの 4Pinで、うち 1本がブランクになっている。　なので手近な XHコネクタの圧着済みリード線を 3本準備して、4Pinのハウジングにセットしておく。

リード線の先はひとまず小さめなユニバーサル基板に結線するかというところなんだけど、どうせ試行錯誤が入るだろうから反対側にも 3Pinの XHコネクタを付けておくことにした。　なのでちょいと面倒ではあるけど、コンタクトを出してきて圧着、こちらもハウジングに挿入しておく、と。

はい、こんな感じでマザボ上のヘッダーにドッキング。　一旦この状態で PCは元の環境に戻しておこう。

続いては信号の確認ね。　よく参考書のお手本として上の図のような回路が掲載されているんだけど、信号の流れとしては 3.3V電源のロジック ICで信号レベルを 3.3Vppに合わせてバッファリングした後 0.1uFで DCカット、220Ωと 100Ωの抵抗で (75Ωの負荷をつないだときに) 0.5Vppになるようにレベルとインピーダンス整合をしましょうという内容。

ロジック ICとしては 74LVや HC系統のインバーターが想定されているんだろうけど、どうせマザボ上の回路も 3.3V電源でそこそこのドライブ能力があるだろうから、まずは無負荷状態と負荷をつないだ状態で信号を確認してみて、レベル低下が想定内で収まっているようならロジック ICは省略で大丈夫だと思う。

最後は、実際に信号を出してみて波形の確認をやってみるの図

PC上で WaveGeneの出力を WASAPI経由で SPDIF Digital Outに接続、サンプリング周波数を変えてテキトーな信号を出力してみたところ。　無負荷状態での波形は省略させてもらうけど、上記の定数で 75Ωの負荷を接続した際の信号レベルも問題なく、ひとまずこの状態で先に進めたいと思う。

波形の方は上から 44.1KHz 16bit、96KHz 24bit、192KHz 24bitの信号を出した状態。　ちょっとリンギングが目立つけど、後々トランスを入れてみたりというのも含めて調整を検討しようかと思う次第。

それでは、とりあえず初回としてはこの辺りで区切っておきましょ～かね・・・