格安, でも高音質なUSB-DAC (ES9018K2M)

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一万円以下で高音質DACを作るという話題.
こんな構想やニーズをお持ちの方に合致するUSB-DACを紹介したい．

・コスパが高いUSB-DACが手に入るのならハンダゴテを握るのはいとわない
・当然ハイレゾ対応じゃなきゃ，いや
・DACチップは, 米ESS Technology社のES9018K2Mにしたい
・予算は総額１万円以内でおさめたい
・サイズはコンパクトな方がいい



これらのニーズを満たすUSB-DACが仕上がった．ポイントはe-Bay．
複数の完成基板を組み合わせて，USB-DACにするということ．

■システム全体構成


システム構成は上図のとおり．
PCからのデジタルオーディオ信号はUSBインターフェースでDDCに繋がる．そして，今回購入したDDCは一般的なSPDIFに加えI2Sの同時出力が特徴．なのでDACとは迷わずI2Sでコネクトしアナログ変換のあとライン出力となる構成．

■DDC


すっかりニッチな商品になってしまったPCオーディオのUSB出力をデジタル音声形式であるS/PDIF等に変換するDDC (a Digital-to-Digital Converter)．チップはC-Mediaという台湾のメーカー．価格はeBayで2,857円だった．



DDCとしての機能，音質とも巷での評判は好評なようで以下のスペック．

USB 2.0 Asynchronous operation (every one does this nowadays)

Up to 192KHz / 32bit

Very capable set of input/output (the implementation reviewed here only implements USB input and I2S output)

・2 pairs I2S or Left-Justified serial audio output interface
・2 pairs I2S or Left-Justified serial audio input interface
・Built-in 192K/176.4K/96K/88.2K/48K/44.1KHz and 16/24-bit SPDIF transmitter
・Integrated 192K/176.4K/96K/88.2K/48K/44.1K and 16/24-bit SPDIF receiver
・Supports SPDIF IN-to-OUT loop-back path for signal transforming between TOSLINK and RCA connections

■DAC



このDACボードは，なっ何と1,391円．安すぎっ！

チップは　米ESS Technology社の32bit DAC「ES9018K2M」．一世を風靡したES9018Sの機能をダウンサイジングしたもので，ポータブルオーディオやスマートフォン向けのDACやヘッドフォンアンプなど多くの採用事例を誇る．

・32ビット、ESS 社特許技術 Hyperstream™ 採用
・DNR: 127dB
・THD+N: -120dB
・PCM で最大 384kHz サンプリング周波数をサポート
・入力: PCM（I2S、LJ、16-32ビット）、DSD、SPDIF
・低消費電力: 40mW 以下（通常動作時）/ 1mW 以下（スタンバイ時）
・パッケージ: 28ピン QFN (5mm × 5mm)

■手を加える -DACボードのModify-



結論から言って，DACボードはお値段以上に突っ込みどころ満載だった．
画像は途中経過の一コマだが，モデファイ箇所は以下のとおり．

・電源はAC入力とDC入力の二系統仕様だが，AC入力の不要だし，ターミナルブロックがケースに干渉するので撤去．DC入力オンリーに仕様変更．
・目を引く大型の電解コンデンサーは680uF/63Vと耐圧が完全なるオーバースペックで容量不足．これは有無をいわさずリプレース．
・ケミコン類は，国産ニチコン等のプリントがされているが恐らくフェイク．これもリプレース．
・DACのアナログアウトは，チップメーカー推奨回路によると，アナログアウト→IV変換→DCブロック→ローパスとなっているが，ローパスは省略されていた．IV変換のオペアンプ・負帰還等のキャパシターは歪特性が重視されるのでフィルムタイプが望ましい．オリジナルは積セラだし実装も雑だったのでリプレース．
・更に，DCブロックの抵抗は片チャンネルだけ10Ωのところ47Ω．おい，おい，といういい加減さ．

以上，安さと引き換えに労力を費やされるDACボードだった．

■スペック



モディファイ後，F特を測ってみた．テスト信号源の最高周波数は21ｋHzなので，20-20kHzの範囲で見て欲しい．電気特性はスパッとフラットという結果だった．

■原価と試聴

原価を計算してみるとDDC(2,857円) + DACボード（1,391円）　+　タカチ社のケース（800円） = 約5000円．
DACボードのパーツ交換，オペアンプはOPA2134に置き換え，外部電源を加えて１万円でお釣りがくるはず．

試聴は12Vトランス式電源をつなげて行った．その音質は鮮烈ながら緻密でモニターライクな音質．チャレンジした人は　”これぞコスパ！”　と唸るはずではないかと．