ONKYO
PCIe DIGITAL AUDIO BOARD
[Feature 1] PCI Expressへの解答[Feature 2] すべてを超える圧倒的な回路設計[Feature 3] 音質へのあくなきオーディオマインド[Feature 4] あらゆるサウンドをハイクオリティに
対称性を徹底し、フルディスクリートで設計されたDIDRC


ノイズの新たな定義
音声信号の大敵はノイズです。

従来ノイズを観察するとき、一般的には何も音が出ていない状態で回路から発生しているノイズ(静的ノイズ)に注目してきました。そのノイズに注目することも、もちろん性能を図る上で大変重要なことですが、もし音楽が再生されたときにのみ発生するノイズがあったとしたらこの方法では見つけることが出来ず見落としていることになります。

オンキヨーは、オーディオ機器においてアーティストが奏でた音楽を阻害する要因を徹底して分析してきました。その結果、ひとつの阻害要因として突き止めたのが音楽が再生されたときにのみ発生する、動的なノイズでした。




DACから出力される高周波

原因の探求
その発生原因はどこにあるのでしょうか。本回路の開発はこの原因を分析するところからスタートしました。

CDのようなデジタル音声フォーマットでは、元々の音源に含まれている音声が帯域が20kHzあたりで切られており、それ以上の帯域には音が含まれていないため、数100kHz程度の帯域まで考慮し回路を設計をしておけば問題ないはずでした。しかしながら、デジタル音源を再生する場合次のようなMHz帯にまで及ぶ高周波数成分が発生し、音楽信号と共にオーディオ回路に注入されます。

デジタル音源を再生する場合、一般的にはデジタル化されたデータをもう一度アナログに変換するときに8倍(又は16倍)のオーバーサンプリングをしますが、この処理を行うと元になった音声と同じ波形がいくつも(元の帯域の8倍、16倍、24倍・・・)の高周波帯域に発生します。

従来のアンプではこの帯域を再生することは当然ながら考慮されておらず、結果的に激しく歪んでしまいます。それは、高い周波数での出来事でオーディオ信号に影響が無いように思えますが、これが聴こえるノイズになってしまうことが明らかになったのです。




高周波によるビートダウンが音楽信号を汚す
これは高周波信号のビートダウンによる現象で、アナログ放送のラジオの視聴の例で簡単に説明できます。

ラジオ放送は高い周波数の電波で送られてきます。この時点ではまだ人間の聴覚で聞こえることはありませんが、チューナーで受信すると人間でも聴こえるようになります。 最も単純なAMラジオ(ゲルマラジオ等)では、ダイオードを1個だけ使うことによって受信した電波から音声に変換しています。 これはダイオードが電流を1方向にしか流さない、という特性を利用したものです。 実は通常のオーディオアンプでもこれと良く似たことが起こっているのです。



図1は、AMラジオの波形です。丸で囲んだ図のような細かい波(1MHz付近)に音声信号で振幅を持たせること(変調)によって変調波をつくります。この状態では高周波が振幅を持っているだけの状態なので当然音は聞こえません。

図1:AMラジオ変調波


図2は、図1の波形をダイオードに通したところです。下半分の波形が切れ、容量成分により平均値である青色の波が耳に聴こえる音として出てきます。

図2:検波後の波形


図3は、1000kHzと1020kHzの信号を同時に鳴らした時の波形です。図1と同じように波形の上下が対称になっており、これも人間の耳では聴こえません。

図3:2信号の合成波


しかしこの信号がアンプ(従来通りの、超高域での歪みが大きいもの)を通ると、歪んでしまい図4のようになってしまいます。 波形の上下が非対称になり、その平均値である青いラインの部分が耳に聴こえる音、つまりノイズとなって現れます。

図3のような現象は波長が近い音が同時に鳴っている場合に常に発生しますので、音楽を再生する場合、図4のようなノイズは頻繁に発生していると言えます。これがデジタル時代における可聴帯域外からのノイズの実態です。

図4:2信号の合成波





オペアンプでは成し遂げれない真の上下対象シンメトリ回路を実現〜DIDRC〜
AMラジオの検波の例で紹介したような高周波の信号が通過する環境では、非対称な回路は信号が通過するとき検波をしてしまうという宿命を背負っています。

オンキヨーのフルディスクリートによる独自回路DIDRCは、真の回路の対称性を追求しMHz帯域まで対象な応答性を実現しています。 またこの回路は1μ秒(100万分の1秒)の瞬間に最高1000Vにまで達する反応速度を併せ持った画期的な回路で、オンキヨーのセパレートアンプ等のハイエンドオーディオで採用されています。

本製品では、専用設計することで250V/μsの反応速度を実現しています。この独自回路DIDRCをDAC出力部のIV変換、平行不平衡変換回路部に搭載。また、よりSN比が追求されるヘッドフォン回路にも同回路を搭載しました。




圧倒的な性能差 DIDRCの実力
図5は、一般的なオペアンプ(OPAMP)から高級品と称されるオペアンプと、当社のDIDRC回路の高周波ビートダウンを比較したものです。

1000kHzと1001kHzを同時に鳴らして合成した波形を4種類のオペアンプおよび、DIDRCに通して耳に聴こえる範囲内に発生する高周波領1kHzを起点に、2kHz、4kHz・・・と複次的に歪が発生しているのがはっきりと確認できます。

これらのオペアンプは音が良いことで当社でも採用実績のあるものや市場でも評価が高いものを比較対象としていますが、 これらと比較してもDIDRCは圧倒的な低ノイズ性能であることが分かります。DIDRCの場合はビートダウンしたノイズが-140dB以下で収まっており、これは人間が知覚できる限界値(およそ-120dB)よりも遥かに低い値です。

この回路により、可聴帯域外に波形があってもそれが歪まず、聴こえるようにならないため、音楽を阻害せず、演奏のニュアンスを細部の細部までありありと再現できるようになりました。

図5:DIDRC回路とオペアンプの高周波ビートダウン特性








静的ノイズも最高クラスの性能
DIDRC回路を構成する部品の最適な配置と信号の流れ「グラウンドループ」の最適化を徹底。上下シンメトリな回路を、基板上でもシンメトリに配置しました。 オーディオ信号が通過する部品は、片面実装し自然で無駄の無いパターン・レイアウト設計を行いました。

この結果、高いSN比を達成しました。


DDRメモリーを搭載 先進のサウンドデバイスを採用
ハイエンドのPCI-Express対応デジタルシグナルプロセッサー(DSP)をDDRメモリーとともに搭載。CPU負荷を軽減し、遅延の少ない音声再生環境を提供します。







WAVIO

SITEMAP