PC オーディオでマルチアンプシステムを構成する概要本書は PC オーディオを利用してオーディオでは最高の音質を得られる可能性のあるマルチアンプ(帯域別アンプを割り当てる)オーディオシステムを安価にかつ高性能なものを構成する方を支援する目的で書かれました開発の経緯私はご存じの方もおられます

Size: px

Start display at page:

Download "PC オーディオでマルチアンプシステムを構成する概要本書は PC オーディオを利用してオーディオでは最高の音質を得られる可能性のあるマルチアンプ(帯域別アンプを割り当てる)オーディオシステムを安価にかつ高性能なものを構成する方を支援する目的で書かれました開発の経緯私はご存じの方もおられます"

Hiroto Veagan
4 years ago
Views:

1 PC オーディオでマルチアンプシステムを構成する概要本書は PC オーディオを利用してオーディオでは最高の音質を得られる可能性のあるマルチアンプ(帯域別アンプを割り当てる)オーディオシステムを安価にかつ高性能なものを構成する方を支援する目的で書かれました開発の経緯私はご存じの方もおられますがオーディオが大好きで大学を出て測定技術と機器について学びフ使えるように測定器メーカーと思った Hewlett Packard 社の日本子会社に入社しましたあにはからんや数学科出身であったためコンピュータ専門となり 30 年も測定システムやワークステーションサーバシステムのエンジニアとして過ごしてしまいましたおかげで IT 技術には強いほうだと思いますそのうちに 1990 年代からオーディオ測定でも比較的手に届く価格で昔の数千万円もした測定システムが PC ベースでできそうになりましたやがて PC でいろいろなオーディオに関連したハードウェアも出そろいソフトも ASIO とかで対応が広くなりました測定については疑似無響室測定(Psedo Un-Echoic Measurement)さえ PC で可能となりました 1998 年に書かれたものですが測定はこんなものからはじめましたそのうちに何とか-6dB/oct の一次アナログフィルター以外に PC のデジタル処理技術を使ってスピーカーをリニアフェーズとして動作させる方法はないかと 2000 年ころから模索をはじめました進んだ方々はある方はモトローラの DSP チップ評価キットで作ったり LINUX で BruteFIR というツールがあるらしいとかも聞きましたできれば何とか Windows でできないかと考えていろいろな方に相談しましたこのチャンネルデバイダーの最初の開発者は当時ソフト会社で携帯電話のソフト開発をしていた方々で foobar2000 にプラグインとして開発するのが良いとの実装方法を提案され 2way のものから実装されたのが最初です現在のものは 2006 年ころに minn 氏が余暇の時間を割いて書き直して 2way 用 3way 用を実装してくれましたまたリニアフェーズであることも別の方が合成波形などで確認していただいています複数のユニットを使ってリニアフェーズでしかもシャープなスロープでクロスできるシステムを求めた結果やはり IT 技術を使ったものに行き着いたということですその結果が PC ソースデジタルフィルターデジタルアンプにマルチユニットスピーカーの構成です通常のマルチアンプとどう違うのか? 限定した条件で最高の音質を現在までマルチアンプオーディオシステムといえばプリアンプの後にチャンネルデバイダーさらに複数の高価なパワーアンプを設置し大型のスピーカーシステムを構成するのが普通でしたこの PC オーディオによるマルチアンプシステムはある意味限定された環境(リニア PCM の音楽再生専用)のために特化した最高のコストパフォーマンスのリニアフェーズデジタル帯域分割フィルターを持つ世界でも最も進んだデジタルオーディオ再生システムでもありますしかも測定以外のソフトは無償で手に入りますつまり安物を目指しているのではなくある限られた環境の中での最高のシステムを手に届く価格で提供しようとするものですこのシステムの構成から再生までの基幹となっているソフトハード以下のものを利用します (1) OS と基本ハードウェア=Windows7 の PC(メモリは 2GB 以上 HDD は音楽データを別として 100GB くらい) CPU は Core i3 3220T 以上最小構成は ALC662 や ALC892 などのオンボードのサウンドチップが搭載されたマザーボードを持った PC を選択または自作する (2) リッピングデータ管理=iTunes (3) 音楽再生用ソフト=foobar2000(無償[注 1]) 2way/3way 用デジタルチャンデバモジュール(無償[注 2]) (4) スピーカーはどのようなハイエンドのものもある程度の質で鳴らし切ります私どもで試したものは本書の中でご案内いたします (5) PC に内蔵可能な小型デジタルアンプ (4ch 分=2way x 2 帯域分割)または小型デジタルアンプ(4ch 分+サブウーファ用アンプ x2) (6) スピーカー測定のツール=ARTA Lab [注 3](ファイルの保存再ロードには有償ライセンスが必要

2 20000 円くらい) 測定用マイク(低価格のものだと 8000 円くらい) マイクアンプなど [注 1] より download リンクでダウンロードする [注 2] よりダウンロードする [注 3] よりダウンロードする以上のうち (1)と無償のソフト(iTunes,foobar2000,チャンデバソフト ARTA デモ版)をインストールした状態にして(5)を 4 チャンネル分付けて 10 万円にて提供いたします本システムの制限ほとんどのオーディオファンの音源は今や CD やリニア PCM(WAV/flac/alac/mp3)が主流ですこれらの音源に限れば本書で示した PC オーディオによるマルチアンプで対応できます現実に 192KHz24bit の音源であっても比較的安価なシステムでできます特に VortexBox や NAS を使って音楽を保存している方には最適の再生側システムと言えます使用できないデータソース(音源) アナログレコード 2 トラ 38 のテープ SACD のみ聞く方にはデータ変換が必要ですしビデオと共用したい (DVD ビデオでオペラの再生をしたい方には画面のほうが早く再生されるため現実的には共存はすぐにはできないのが本書の方式のデメリットです一方でメリットは PC で一般的に扱えるリニア PCM データ(WAV/flac/AIFF/alac)と MP3/WMA などの一般的な圧縮形式の音声データは扱うことができます DIFF などはいったんリニア PCM データとして変換しないと扱えませんそれでは具体的な設計設定の手順を見ていきます

3 まず Windows7(Windows8 でも動作するはずですが試しておりません)の PC に必要なソフトをインストールしますスピーカーユニットの選定必要帯域が再生でき好みの音質のスピーカーユニットを決めますカタログや Web サイトではある程度のデータは分かりますが自分の好みかどうかの判定はやはり聞かないと無理ですこんなことを言うとスピーカーメーカーあるいは大手オーディオメーカーに怒られますがスピーカーシステムの音質は同じ箱であれば当然スピーカーユニットが支配的ですハイエンドの中には箱を異常に手をかけた=箱が金属の削り出しとか高価な=ものがありますが意外にも少し高いが特性/音質の良いスピーカーユニットを使ったほうが箱に無駄に凝るより良い音質が得られる場合もあるくらいですスピーカーはハイエンドを展示会やハイエンドショップで聞いてみてください私はオーディオ商売に入る前感心したスピーカーが 20 年ほど前にありました ARTEMIS の EOS と Avalon の初期モデルですスピーカーの後ろに奥行がありいわゆる音場が広がり当時としては驚くべきクラシックの再生をしてくれましたいずれも使用しているのと同等のユニットが市販されているのを知り後にスピーカーユニットの輸入販売を始めたという経緯もありますぜひ臆せずハイエンドのスピーカーシステムをハイエンドショップで聞いてみてください使われているスピーカーユニットがわからなくても私どもでしたらある程度同等以上のものを推奨できますなにしろハイエンドのスピーカーシステムではスピーカーユニットの価格は全体の 5% 20%くらいです最近話題のハイエンドスピーカーの Tidal Contriva Diacera(定価 620 万円 )でも 30mm のダイアモンド TW が 100 万円ほどするのでユニットの単価の合計は 150 万円ほどですこれはユニットの価格割合としてはかなり高い部類に入りますそれでもうまくいけば 600 万円のスピーカーが 200 万円くらいで作れさらにそれをマルチアンプで駆動するシステムとして構成できますハイエンドと同等のスピーカーユニット単体で音質の核となるものを使い自作の箱またはキットベースの箱でも好みのハイエンドに近いあるいはご自身の好みによった質が得られます低価格デジタルアンプで本当にドライブできるのか今回のような小型のミッドレンジとサブウーファでは能率とアンプのゲイン出力から 6 8 畳の家庭用を想定していますホールで鳴らすのは難しいですサブウーファ領域を含めて出力が 20W ですので基本的には家庭用に限定して考えていますもし大ホールや少し大きなホームシアターでしたらパワーアンプのゲイン(+30dB くらい)と出力(50W 以上)と少し大きめのものにするのが良いでしょうサブウーファアンプの利用(50W 1000W まで 3 10 万円/ベアなどいろいろ売られています)やサブウーファだけたとえば FOSTEX の CW-200 や CW-250 の併用も面白いと思います自作者でしたら LM3886(ジェフのアンプで使われていたもの)の IC アンプを作ってもよいでしょうお奨めは別府さんの最近上梓した CQ 出版のムック本に出ていたアンプのうち竹コースに MUSES 02 を使ったものなどですただこれでもすぐ数万円 up するので今回はミニマリズムで最低限我慢できる部品で構成することにしました 6 8 畳の部屋であれば本書に出てきた低価格のデジタルアンプで十分な質と音量で音楽再生できます実はデジタルアンプもいくつか試しましたが結果が良かったものを選んでいますただし価格は電源別で 3000 円/2ch で 20W/ch というとんでもない低価格のものですしかも PCI のカードの形状をしています +12V 単電源で動作する今は亡き?トライパスの TA2021B というチップを中心に構成されたもので出力の高周波フィルターが空芯コイルで構成されたものです絶対にこれというわけではないですが高周波カットのフィルターはデジタルアンプの要のひとつで TA2020 など仕様のもののほとんどはコア入りコイルでのフィルターが多く弦などがあまり好みの音質ではないためこの選択となりました本当にオンボードのサウンドチップで音質はマシなのか -電源/CPU/システムディスクなどが重要これは昔から PC を使っている方には懐疑的になる疑念です私もそうでしたしかし最近の低消費電力の高速 CPU を LGA1155 か LGA1150 のマザーに載せ十分な電力余裕を持った ATX 電源(できればファンレス)

4 を使い SSD をシステム用に使えば電源経由で重畳するノイズはオンボードのサウンドチップでもクラシックのオーケストラで弦の弾いている押しているか弾いているか判別できるくらいバックグラウンドノイズが下がりますほぼファンレスの状態にしてあります今回テストしたのは Intel のマザーボードとその上の RealTek ALC662 のものと ASUS Tek のマザーボードに ALC892 を搭載したものですそれにできるだけ CPU は低消費電力で速いものメモリは 32bit OS でしたら 4GB Max 64bit OS でしたら 8GB くらいは Windows7/8 では搭載したものが良いでしょうこうした配慮をすることでオンボードサウンドチップでも非常に質が上がりますたぶん私が聞いているようにオンボードサウンドチップにヘッドホンアンプを追加した状態でヘッドホンを聞くときっとこれがオンボード?!と驚かれると思いますさらに現在は電源経由のノイズを小さくできるようにスイッチング電源ではなくアナログ電源で動作させる実験もしていますこうなるとさらにオンボードサウンドチップと高級 DAC の差は小さくなりますもちろん全て DAC もアンプも最高級に近い構成でやったほうがもちろん音質は向上しますただしそれをやると 1000 万円近く費やさないと効果は限定的あるいは判別できないレベルと言えます今回のシステムを開発して友人に聞かせたところまぁ 300 万円くらいのオーディオシステムの音はしているのではと言われました今の構成ではそれに対してコストはほぼ 1/8 1/10 ですつまり IT 技術がオーディオの質も変える可能性があるということなのです既にアンプや DAC をお持ちの方は DAC/アンプは好みのもの手持ちのものを利用したシステムがバランスとしては好ましいと思いますオンボードのものはどうしても嫌だという方には次の選択肢は USB のマルチチャンネル DAC 最低価格のものはクリエイティブの X-fi Surround 5.1 で実売価格が 6000 円ほどです PCI/PCI-e の 7.1ch のカードでよいものでも 3 万円以下ですさらに高性能なものでは cost no object(価格度外視)のシステムの場合にはマルチチャンネルで AES/EBU 出力を持つ Lynx Studio の AES-16e などを利用して S/PDIF 出力を 2chx2 または 2ch x3 出力させて DAC に出力させることもできますハイサンプリングの生録の再生モニターで使われています文末に利用例を追加していますこの場合には PC をソースに使いますが価格も DAC/ アンプも性能も本当のハイエンドの構成となり価格も 300 万円を超えます必要な知識とユニット使用上の注意(ホーン低域カット) ここに書いたようなアプローチであればそれほど専門的な知識なしでもある程度のスピーカーユニットに対して対応できると思いますまた高能率のホーン(コンプレッション)ロードドライバを利用している方はぜひアンプの後ろに 10dB 程度の抵抗アッテネータを入れさらにカットオフ付近でカットされるキャパシタ(コンデンサ)を入れないと壊す可能性があるのでご注意くださいまたツイーターはダイナミックダイレクトドライバ(通常のユーロユニットなど)はクロスオーバー周波数より 1 オクターブ以上低い周波数で-3dB となる程度のキャパシタ(コンデンサ)を DC またはポップノイズハムノイズなどの影響を受けにくいように入れたほうがトラブルが未然に防げますこうしたことを理解するにはある程度工学的な知識があったほうがシステム全体の設定は楽に理解できますクロスオーバーより 1 オクターブ低くするのはクロス付近でのリニアフェーズ=位相が回転しないことを保証するためです

スピーカーシステムの設計構成ユニットが好きなものに決まったら次に最初に低域のウーファの担当する低域の上限はサブウーファ的に 200Hz 以下に設定するか(2way+サブ)あるいは 3way で各帯域に振り分けるかを検討しますサブウーファタイプでは 200Hz 以下が担当帯域であり 2way は小型の 2way のネットワーク付そのままでも利用できる

5 スピーカーシステムの設計構成ユニットが好きなものに決まったら次に最初に低域のウーファの担当する低域の上限はサブウーファ的に 200Hz 以下に設定するか(2way+サブ)あるいは 3way で各帯域に振り分けるかを検討しますサブウーファタイプでは 200Hz 以下が担当帯域であり 2way は小型の 2way のネットワーク付そのままでも利用できるただしサブウーファに使うものは通常同一口径のものと比してコーンを重く設計されているためアンプ側にかなりな負荷がかかりますたとえば私どもで試した例では 2way のスピーカーシステム(14cm ウーファ+ ハイルドライバ類似のプリーツリボンツイーター)に小型のサブウーファ(18cm サブウーファ専用ユニット利用下図)でしたがこれで使ったサブウーファは少し能率が低かったのですが合わせることはできました展示会にも 2way+サブの展示を行いました今回のスピーカーシステム構成と実測データ今回は新しい構成のスピーカーシステムを利用するもっとも効果が高い 2way スピーカー+500Hz 以下の低域ウーファの構成 2way スピーカーといっても使うスピーカーは市販のものではないので各ユニットの特性を図ってしかもネットワークを作る必要がありますこれだけでも結構な工数です幸いに今回は手持ちの 2way 用の別のスピーカー用に作られた割と質の良いネットワークがあったのでこれを流用しましたまずこのネットワークを使って小型のあまり低域の出ない 2way で質の良いものを作りますその後でウーファをクロスを変えながら調整してマルチアンプの構成にしました選んだスピーカーも大変特徴のあるユニットを選んでみましたつまり小型ミッドレンジ的ウーファ+ツイーターの 2way 小型スピーカー+ウーファという構成ですミッドレンジ: できれば FOSTEX FE83En とかフルレンジファンにおなじみのものを使いたかったのですが注文したが間に合いませんでしたそこで少しばかり珍しい Hivi Research 社のメタルコーンミッドバス(小型ウーファ) の Hivi B4N というのを使ってみました箱は手持ちのものですので自作感満載です(笑) 論理実験から商品化への実験ですのでご容赦ください小型 2way ウーファ(実際はミッド)HiVi Research B4N 仕様: 継続入力 (RMS) 25 W/ 最大入力 (max) 50 W 公称インピーダンス 8Ω/周波数特性 50 3,000 Hz 能率: 85 db 2.83V/1m / ボイスコイル径: 25.4mm THIELE-SMALL パラメータ最低共振周波数 (Fs) 56 Hz/ DC 抵抗(Re) 6.5Ω メカニカル Q (Qms) 3.91/電気的 Q(Qes) 0.63/ トータル Q (Qts) 0.52 / 等価容積(Vas) 4.5 l / サスペンションメカニカルコンプライアンス 1.11mm/N / BL 積 5.1Tm / 等価質量 6.8g / リニアピストン最大範囲 3.2mm / 振動板面積 53 cm² 材質: アルミ/マグネシウムコーン/ ボイスコイルボビンカプトン/ポリイミド /磁気回路:フェライト

AMT1-4 を使いました Dayton AMT1-4 の仕様: 入力: 30W rms/最大 60W クロスオーバー 2500Hz/12dB/oct

6 ツイーターは Dayton AMT1-4 ツイーターは珍しいだけでなく価格(24000 円/本くらい)の割にはハイエンドの質を発揮するものですメーカーではハイルドライバーの思想を受け継いだとのコメントのあるドイツ Mundorff 製の振動系を生かした Air Motion ツイーター Dayton AMT1-4 を使いました Dayton AMT1-4 の仕様: 入力: 30W rms/最大 60W クロスオーバー 2500Hz/12dB/oct のネットワーク利用の時 / 公称インピーダンス 4Ω/ 周波数特性 KHz / 能率 95dB at 1W/1m 外径 96mm 他右図参照

7 まず 2way をネットワーク付で構成今回の主題はこの部分ではないので軽く触れます測定で調整した結果がこのデータです歪率中心に ARTA Lab で測りましたがまずまずの結果です Hivi B4N と Dayton AMT1-4 のネットワークによる 2way の周波数特性と歪率特性 (Swept Sine by ARTA 96KHz/24bit)

このグラフを見る限りでは 100Hz 20KHz±3dB 200Hz 以上のクロスできれば 400Hz 以上のクロスであれば歪も 1%以下と少ない再生ができそうです興味がある方はネットワークも公開しますがある程度測定をすればこの程度には追い込めますウーファのクロスは 2KHz 付近ツイーターのクロスは 3KHz 付近と少し離した状態になっていますがトータルではまずまずの特性です

8 このグラフを見る限りでは 100Hz 20KHz±3dB 200Hz 以上のクロスできれば 400Hz 以上のクロスであれば歪も 1%以下と少ない再生ができそうです興味がある方はネットワークも公開しますがある程度測定をすればこの程度には追い込めますウーファのクロスは 2KHz 付近ツイーターのクロスは 3KHz 付近と少し離した状態になっていますがトータルではまずまずの特性ですまた 1.5KHz 3KHz の落ち込みは foobar2000 側で Graphic EQ で補正しますウーファは? 下の SW182BD01-04 でもいいのですが 3way でたとえば 20~20KHz をほぼ均等に担当(3 オクターブ程度) させようとしたときは全体の再生帯域が 30 20KHz のときウーファが 30Hz 400Hz ミッドレンジが 400Hz 2.5KHz ツイーターが 2.5KHz 20KHz を担当というように設定できますこの使い方には SW182BD01-04 は高域の特性があまり良くないのでサブウーファ的な 200Hz 以下のクロスにしか向きません実験ではもっと広いものがあったほうが良いかもしれませんそこで手持ちのウーファと箱の中から少し無理がありますが Audio Technology 6B77SD を使いました価格はかなり高めの AudioTechnology の 6B77(2 本で 14 万円+)を 14 リットルのバスレフに入れたものを利用します仕様のデータとしては少し違いますがほぼ似た 6H52 のものを掲載していますこれとツィータだけで本当は 2way でもできるのですが実験でミッドとの確かめる範囲が広いことを優先したための選択ですなぜ 3way にするのかというとやはりユニットが優秀でも再生周波数範囲が 5 オクターブとかになると下の周波数が上の周波数を変調(モジュレーション)することで音程が狂ったような混変調歪を生じますこれを避けたいためです Audio Technology 6B77 ウーファの仕様(一部 6H52 より代用) 振動板面積(Sd): 174cm² / 公称インピーダンス (Z): 8Ω/ 最低共振週数(fs) 32Hz / 等価容積 65 ｌ / 機械的 Q(Qms): 1.76 / 電気的 Q(Qes): 0.33 / トータル Q(Qts): 0.28 / 最大入力 160W / 周波数特性 Hz/ 直流抵抗(DC/Re): 5.5Ω/ 公称能率 90 db SPL /ボイスコイル径 77mm 14 リットルに入れた 6B77 の実測特性

これも 150Hz 以下(100Hz +2 +3dB くらい 40Hz までを+6dB くらい)を foobar2000 の Graphics EQ でブーストしてさらに 300Hz くらいでのデジタルチャンデバでのクロスとすればほぼフラットで質の良い(歪の少ない)音質となりそうですミッドレンジとの能率差はクロスの周波数により違いますがどうも 3 6dB くらいこちらのほうが高そうです

9 これも 150Hz 以下(100Hz +2 +3dB くらい 40Hz までを+6dB くらい)を foobar2000 の Graphics EQ でブーストしてさらに 300Hz くらいでのデジタルチャンデバでのクロスとすればほぼフラットで質の良い(歪の少ない)音質となりそうですミッドレンジとの能率差はクロスの周波数により違いますがどうも 3 6dB くらいこちらのほうが高そうですこれはチャンデバのレベル調整で行います [参考:別の 3way / 予定としては下のものを試す予定でしたが ] 今回はフルレンジを使っている方がそのまま 2way/3way に発展する想定として次のような内容にしましたウーファは最低域は 35Hz くらいまで再生できる WaveCor の SW182BD01 の 18cm サブウーファ上限は 200Hz が良いところですこれにフルレンジの 8cm スピーカーをミッドレンジとして組み合わせますツイーターはちょっとおごって Scan-Speak のリングドームの高級機 R にしてみましたアンバランスに見えますがひとつのチャレンジとして試してみたいと思いこのような構成にしてみました今回のシステムの設計(上の 2way は LCR ネットワークで検討してみると ) 今回はフルレンジと書いたものに FOSTEX のフルレンジの小型ユニット 8cm の FE83En を 3way 構成のミッドレンジに使ってみようという企画です簡単にするためミッドレンジとツイーターはネットワークでの接続ですこのネットワークの設計は例えば下の URL にある 2nd LinkwitzRiley のフィルター計算をそのまま用いてテストをはじめて

も良いです http://www.carstereo.com/help/articles.cfm?

として計算させると下のようになりますこれだけではフラットに近いネットワークはできません能率の差があるからです

10 も良いですたとえば FOSTEX の FE83En を 8Ω Scan-Speak の R を 4Ω として計算させると下のようになりますこれだけではフラットに近いネットワークはできません能率の差があるからですこれはある程度カタログで見当がつきます F OSTEX の FE83En のグラフは下のようです平均的にはバッフルが今回は P800E を使う予定ですので中低域が低下し実態の能率は 85dB SPL at 2.83V というところでしょうツイーターはそれに対して下のグラフです 3KHz 以上では 92dB SPL at 2.83V という感じでしょうか?ざっと計算するとツイーターのほうを抵抗で 5 8dB 程度減衰(アッテネート)させることになりそうですこのあたりは測定して調べる必要がありそうですまた FOSTEX 側にはインピーダンス補正(Zobel)素子が必要です Le=0.0267mH Re=7.5Ω として 0.47uF と 8Ω の直列素子をユニットに並列に入れればよいでしょう FOSTEX FE83En の特性(参考)

下は Scan-Speaj R2904/700-00 の特性(参考) かりに-6dB だと 2Ω 直列 4Ω 並列ですインピーダンスを少し変えてやればネットワークは実測しながら決めていけばなんとかできるかもしれませんここまで作って測定してみます最後の詰めはツイーターのアッテネータの抵抗と直列のキャパシタミッドレンジの並列キャパシタなどで調整しますさてここまでで FOSTEX の

11 下は Scan-Speaj R2904/ の特性(参考) かりに-6dB だと 2Ω 直列 4Ω 並列ですインピーダンスを少し変えてやればネットワークは実測しながら決めていけばなんとかできるかもしれませんここまで作って測定してみます最後の詰めはツイーターのアッテネータの抵抗と直列のキャパシタミッドレンジの並列キャパシタなどで調整しますさてここまでで FOSTEX の FE83En と Scan-Speak R2904/ という何とも珍妙な 2way スピーカーシステムもできましたこれを測定しながら調整しますこれには ARTA Lab という測定ソフトを利用しますこのソフトは 192KHz24bit でも A/D コンバータ D/A コンバータの性能に応じて測定することが可能です早速計測してみると低域のバッフル効果がないせいで中低域は低下していますこれは Edge.exe というソフトでもある程度 simulation してみることができます [注 5]また室内での疑似無響室測定(Pseudo An-Echoic environment measurement)で使われる M 系列のデータを用いた測定ができインピーダンスも簡単なジグを追加するだけでできる優れものです [注 5]edge.exe は以下からダウンロードするバッフルとスピーカーユニットによりバッフル回折効果を数値化して図示します全て無償のソフトでやりたい向きは Speaker Workshop でも 44.1KHz ベースの MLS 疑似無響室測定ができます疑似無響室測定でユニットの間のクロスと能率差を確認しますこれをメモしておき後に foobar2000 内のコンポーネントとして位置付けられたデジタルチャンデバのレベル差を設定しますまたできればユニット間の遅延もある程度 MLS の測定時の遅延時間から見当が付けられますまた上のバッフル回折効果やサブウーファの低域低下に対して補正するためにグラフィックイコライザを用いる可能性もあります PC のオンボードサウンドの設定オンボードサウンドチップで 5.1ch7.1ch の出力がそのまま出ているものは良いのですが今回のデモに使用した Intel DQ77MK の ALC662 は PC のパネルに通常ではライン出力(水色 Blue) ライン出力またはヘッドホン出力 (薄緑 Green) そしてマイク入力(ピンク Red または Pink)とされた 3 種のミニステレオジャックしかありませんここでは[コントロールパネル] [サウンド] [RealTek HD Sound] [構成ボタン] スピーカー構成を 4ch にする

12 ことで 2way の設定 5.1ch を設定することで 3way の対応となります比較的低価格で 96KHz24bit までのソースを 2ch 6ch までそのまま再生できるのが ALC662 の特徴です 4ch に設定されるとライン入力(Blue)がサラウンド出力となります下図のような設定ですこれでテストボタンをすべてのスピーカーから正しく音が出るのを確かめます低域や大入力が入ると破壊される可能性のあるホーンドライバやツイーターなどは保護用のキャパシタや抵抗などを入れてからにしてください私も壊した苦い経験があります

13 foobar2000 での設定ダウンロードした foo_dsp_channel_f2.dll などを foobar2000 の実行プログラムが入っているディレクトリ直下の components ディレクトリに入れますそして起動して[Preference] [Playback] [DSP Manager]で Available DSPs から左側の Active DSPs に移しますそして channeldividerf2b を選んで Configure Selected をたたくと下図の左側のメニューが出てきますこれはバッフル回折低下分補正機能の付いた 2way 用のリニアフェーズチャンネルデバイダーです同様に channeldividerf(2way 用バッフル回折補正なし) channeldividerf3(回折補正なしの 3way 用) channeldividerf3b(バッフル回折補正機能付きリニアフェーズ 3way 用)を選んで使います緑のジャックの出力を低域用ウーファ用アンプの入力に接続青の端子の出力を中高域のアンプの入力に接続しさらにスピーカーに接続できれば準備完了です foobar2000 で曲を Add folder などであらかじめ入っているアルバムなどを指定します再生時はこれで[Preference] [PlayBack] [OUTPUT]で WASAPI :RealTek HD Audio Output スピーカーを選べばばっちり出ますこれで再生のファイルを指定すればもうマルチアンプシステムは動作し始めますちなみに 3way バッフル回折補正付の設定画面は次のようになります

14 たとえば SW182BD01-04 を 300Hz まで FOSTEX FE83En は 300Hz から 3KHz までを担当させるときは下のような感じになります遅延もレベル設定もしています

15 最終調整最終調整は測定システムを使って遅延レベル調整バッフル回折補正などを実施します

16 3 チャンネルマルチシステムの音量調節に MVR を採用して１デジタル式マルチチャンネルシステムの薦め LC ネットワークを使用した 2WAY の自作 SP システム(Scan-Speak 18W8545 Dynaudio T330D)を使用していましたがボーカル再生の向上を目的に 3WAY 化(Scan-Speak 18W8545, Dynaudio M-560D, Accuton D )を図りましたユニットの入れ替えも行い再生音はそれなりに充実しましたところがある日イーディオさんの所でお仲間で minn さんが作成された foobar 用のデジタル式のチャンネルデバイダーのプラグインを使用してローランドの多チャンネル DAC(Edirol UA-1000) マランツの普及品の AV アンプ(Marantz PS-4500)で一般的なユニット(Scan-Speak 18W cm ケブラーコーン/Vifa MD10MD cm ミッド/Vifa XT25TG mm リングドーム)で構成された 3WAY のシステムを聞かせてもらいました音のクォリティ自体は私の家のシステムの方が上でしたが低中音域のすっきり感に驚きました私の家のシステムは秋月のインダクタンス計キットを作ってウーファ用のコイルを太い銅線で巻いたものに変えるなどしていましたがインダクタンスが大きくなる低域では低音帯域の音の切れが悪く中音域にかけて紙のコーンが鳴っている感じが付きまとうことが気になっていましたそこでローランドの UA-101 USB 入力対応 6 チャネル DAC としてマランツの下から 2 番目の AV アンプ型式 PS-5400 デジタル回路が別トランスということで選択を購入してマルチ化しましたそれまでは多トランスの別府式の DAC パワーアンプを使用していたので音のクォリティーは比較になりませんがやはり低音域から中低域にかけてのすっきり感は変え難いものでしたマルチチャンネル方式の採用を決定しました [図 1:FIR フィルタープラグインを利用したときのフィルターの減衰率特性] デジタルチャンネルデバイダーを用いたマルチチャンネル方式のメリット minn さん作成のプラグインソフトによる急峻な遮断特性およびインダクターをなくすことによる低中域のすっきり感前頁の図のように simulation による計算結果例で 2000Hz で 501 タップの例でカットオフ特性が 100dB/oct 以上と急峻であることそれに加え周波数を任意にかつリアルタイムで変えられるので音を聞きながら各ユニットの最適カットオフ

周波数を決められること私の家のシステムでは LC ネットワークに比較しカットオフ周波数を中音域では上に (600Hz から 850Hz に変更) 高音域では下(5KHz から 3200Hz に変更)にずらした方が良好であることが判明これは音質が良いユニットに音質が劣化する限界ぎりぎりの周波数レンジまで担当させられる点でも大きい最新のプラグインでは

17 周波数を決められること私の家のシステムでは LC ネットワークに比較しカットオフ周波数を中音域では上に (600Hz から 850Hz に変更) 高音域では下(5KHz から 3200Hz に変更)にずらした方が良好であることが判明これは音質が良いユニットに音質が劣化する限界ぎりぎりの周波数レンジまで担当させられる点でも大きい最新のプラグインでは箱のサイズによる回折効果から低域が減衰する現象を補正することが可能なので低域の再生能力の改善ができるバッフル効果の補正は b タイプのフィルターで実装しています以下のように上の特性と比べて 800Hz 200Hz にかけてブーストするなどの操作が可能です [図 2:図 1 の状態にバッフルステップ補正を追加して中低域ブーストした特性] アンプ出力が同じでも大入力の入る低域アンプに高域が重畳しないので高域のクリップが発生しづらくなり結果的に帯域別にすることでアンプの出力がアップするのと同じ効果が得られますプラグインではチャンネルの再生音を連続的ではありませんが 1 サンプル分づつ遅延させることが出来るので各ユニットから出る音の波面を揃える方向に遅延距離を設定することができますこの機能を利用することにより各ユニットを同一バッフルに取り付けてもユニウェーブ SP 的な効果(各周波数の遅延が一定に揃ったいわゆるリニアフェーズのスピーカー)を得ることができます同上デメリット再生システム全体が大掛かりになることシステム全体の再生音のクォリティを上げるには DAC アンプなどにコストが掛かることシステムが大掛かりになる点に関しては最近の AV アンプは HDMI 端子が備えられているので AV アンプ内部の DAC を利用して PC と HDMI ケーブル 1 本で接続することにより簡単に 2 チャンネルまたは 3 チャンネルのマルチシステムを構成できます

[PC と AV アンプを HDMI で接続したマルチアンプシステム] HDMI ケーブル Av アンプの 5.1ch または 7.

オーディオによるステレオシステムの立上げを依頼されましたカットオフが 3000Hz の 2WAY だったので簡単なネットワーク方式を薦めたのですがマルチチャンネル方式の希望があったので AV アンプを購入してもらい HDMI ケーブルで接続する 2 チャンネルマルチシステムとしました

チャンネルでもこのような構成にすると簡単にまとめられることが分かりました２マルチチャンネルボリューム AV アンプでしばらく聞いていたのですが再生帯域などはそれほど気にならなかったものの別府アンプを聞きなれていた耳には音の分離や定位感空間再現能力などの点が気になって来て

18 [PC と AV アンプを HDMI で接続したマルチアンプシステム] HDMI ケーブル Av アンプの 5.1ch または 7.1ch の出力を各帯域ごとのスピーカユニットに接続して周波数帯域で分割した出力を与える ( 例 : Front = ウーファサラウンド =Tweeter センター /LFE またはサイドの出力はミッドなど ) 少し前知人から PC オーディオによるステレオシステムの立上げを依頼されましたカットオフが 3000Hz の 2WAY だったので簡単なネットワーク方式を薦めたのですがマルチチャンネル方式の希望があったので AV アンプを購入してもらい HDMI ケーブルで接続する 2 チャンネルマルチシステムとしました結果としては大成功でしたカットオフ周波数と遅延設定は PC で高音チャンネルのレベル設定は AV アンプで行うことによりネットワーク方式よりも簡単に最適な状態に設定することが出来ました小生はマルチチャンネルシステムは 3 チャンネルからという思い込みがあったのですが 2 チャンネルでもこのような構成にすると簡単にまとめられることが分かりました２マルチチャンネルボリューム AV アンプでしばらく聞いていたのですが再生帯域などはそれほど気にならなかったものの別府アンプを聞きなれていた耳には音の分離や定位感空間再現能力などの点が気になって来て低域だけ以前の別府アンプで鳴らすことにしましたアンプの入力感度は大きく違わなかったのですがチャンネル間のレベル調整は AV アンプの場合は簡単に設定できます結果としてはエネルギー的に相当部分を受け持つ低域用アンプの改善は再生音質の向上に大きく貢献しましたこの結果に気をよくして一寸手を抜いた別府式アンプトランスの数を 16 から半減木製ケースに 2 台分を組み立てパワーアンプは AV アンプから完全に独立させました AV アンプはプリインとプリアウトを利用しコントロールアンプとして使用

19 次のステップとして DAC をローランドの多チャンネルのものに替えてイーディオさんから MSB の Platinum DAC の第 1 世代 1 台と第 2 世代 2 台と AES/EBU 出力が得られる Lynx のボードをセットした HP の PC を入手しました各チャンネル独立 DAC に変更した時点でさらにエネルギー感の向上などが実現できましたがシステム全体のバランスから見て AV アンプによる音量調節部分が気になってきました LC ネットワーク時代に使用していたセイデンのロータリースイッチを利用したボリュームがあったのであと 2 チャンネル分を追加製作してモータで同期回転させる案などを検討しましたが制御機構部分に関する技術不足とコストの点で断念しましたこのような用途に使えるボリュームの市販品はないようでデジタルボリューム IC を利用した自作品の情報はネット上にありましたが如何せん技術がありませんそうこうしている内にアメリカ MSB 社のサイトで MVC-1 という 8 チャンネルのデジタルボリュームを見つけディスカウントで売られていたので早速購入しました (イーディオ注:これも少しですが在庫がありますので安価に販売できます)AV アンプと入れ替えましたが当初は大きな差はありませんでした付属していた電源アダプターは台湾製で外見はスイッチング風にも拘らずかなり重いものです感心しない音の原因は付属電源ではないかと考え供給電圧と DIN タイプのコネクターのピン配置を確認してしっかりしたトランス式の電源を自作しつなぎ替えましたところかなりの改善が認められました１から自作することを考えればかなり安価に手に入りましたがケースの蓋を開けて見ると電解コンデンサーなどの部品は一般的なものです出力バッファーの IC はリニアテクノロジーのものでネット上では音が良いという情報がありました部品をオーディオ用のものに入れ替える検討もしてみたのですがバランスが崩れてしまう懸念があり諦めましたウーファを Audiotechnology の 23I52 に変更し絶縁トランスの導入などによりシステム全体としてはかなり良くなってきたのですがこのボリューム部分については何とか改善したいと考えていました３ MVR の導入使わなくなった別府 DAC を使用した 2WAY ネットワーク方式によるサブシステム(Audiotechnology 15H52, Accuton D )がありますこれには前記のアッテネータ式のボリュームを使用していましたが少しゲインの不足を感じていましたイーディオさんの掲示板を時々覗いているのですが昨年 MUSE の新しいボリューム用 IC を使用した電子ボリュームの発表記事を見つけましたこれはオペアンプに高音質の MUSE の IC を使用 +8dB のゲインを持ち通常時は制御用のクロックが停止する特長を有するものなので早速注文しましたセイデンのロータリースイッチを使用した自作ボリュームとサイズはほとんど変わらなかったので入れ替えて使ったところやわらかくて静かな音に感心しましたアナログ式ボリュームよりも刺激が少ない音ですまたレベル調整のスムーズなこと設定レベルの保持機能など使い勝手も優れていました欠点は電源を必要とすることくらいです期待以上の性能だったのでこのボリュームを利用した 3 チャンネルのボリュームが出来ないかとイーディオさんに相談したところ市場ニーズなどを検討してみるということになり別府さんによる開発がスタートしましたお願いしたのはリモートコントロールが効くことチャンネル間のレベル調整が可能なこと出来上がりの寸法の 3 点でした開発にはいろいろご苦労があったようですが 2 月に試作品が完成しました早速 MSB のものと入れ替えて試聴いたしました MSB の MVC-1 に比較した MVR の効果音質の変化静かでかつ明確な音に変化しました定位感の向上音像が小さくなった特にワンポイント録音の生録のソースで違いが感じられますまた CD ソースにおいても左右方向だけではなく少し上下方向にも広がって感じられた音が左右の SP 間に降りてきたように聞こえます微小音の再現性の向上直接音以外のホールの残響やボーカルのエコー人工的なものがヘッドフォーンで聞いているように良く聞こえるようになりましたノイズ感の減少コントロール用のクロックがレベル変更操作終了とともに停止するのでわずかに感じられていたザラっとした感じが少なくなりましたチャンネル間のトリム調整 0.5dB ステップで可能となりデジタル表示で操作しやすいことから最適と思われ

20 るポイントに追い込むことがしやすくなった結果的には MSB の時と若干異なる設定値今のところ中音高音ともに-1.5dB となりました以上は導入時点での印象ですがエージング効果なのか不明ではあるものの 1 ヶ月ほど使用している内に気づいた点を追記します再生帯域としては上下に伸びたという印象は最初は余り感じられなかったが聞き込むと床などを伝わってくる低音のエネルギー感が強くなったように感じますピアノの音の立ち上がりが良くなりました人の声とともにピアノの再生は難しいのでこの点は貴重な改善点です４ MVR の総合評価ボリュームはシステム全体の中でも音質向上を図る上で手を抜けない部分マルチチャンネルシステム対応の製品は市販品にはほとんどない中でオーダーメードに近い状態とは言え商品として入手できるのは貴重です値段はそれなりに高いがハイエンドの音質を得るには検討対象から外せない商品と考えます左右プラスマイナス独立のトランス圧着端子式の電解コンデンサーや SBD を使用した電源により別府アンプの特長である空間再現性の良い音が得られる耳障りのする音がせずエネルギー感のある音が聞こえます写真 3 チャンネルマルチシステム外観中央の台の下から低域アンプ中高域アンプ MVR 試作機その上の段は MSB の Platinum DAC3 台ディスプレイの右側はタキオンさんのルビジュームクロックキット SP の各ユニットには重りが付いています右下に少し見えるのは絶縁トランス PC と低域アンプの電源供給部の一部は裏側にあります音は良いのですが見場が悪い点はご容赦ください

20000 円くらい) 測定用マイク(低価格のものだと 8000 円くらい) マイクアンプなど [注 1] http://www.foobar2000.org/ より download リンクでダウンロードする [注 2] http://www.aedio.co.jp/download/index_

20000 円くらい) 測定用マイク(低価格のものだと 8000 円くらい) マイクアンプなど [注 1] http://www.foobar2000.org/ より download リンクでダウンロードする [注 2] http://www.aedio.co.jp/download/index_ PC オーディオでマルチアンプシステムを構成する概要本書は PC オーディオを利用してオーディオでは最高の音質を得られる可能性のあるマルチアンプ(帯域別アンプを割り当てる)オーディオシステムを安価にかつ高性能なものを構成する方を支援する目的で書かれました開発の経緯私はご存じの方もおられますがオーディオが大好きで大学を出て測定技術と機器について学びフ使えるように測定器メーカーと思った Hewlett