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HIFIプレーヤー L4 開発秘話➂

【HIFIプレーヤー L4 開発秘話➂


楽彼(LUXURY&PRECISION) 「L4」


イヤホンのパートナー
 

一心一意(ひたむき)にイヤホンを愛します

L4は体積が小さく、重さも軽いです。コンパクトなプレーヤーにはきっとイヤホンを使う必要があるため、私達は32オーム以下の低インピーダンス高感度イヤホン向けに各性能を最適化させています。
ユーザー様からこんなご要望をいただいたことがあります。
「楽彼はイヤホン
向けの製品だけを開発するのではなく、大きいヘッドフォンにも対応できるプレーヤーを開発できませんか?」
その答えは「開発は可能」です。
しかし、プレーヤーの体積が非常に大きなってしまいます。
高性能なヘッドフォンは必要とする出力が高く、センサーの放
面積が広く、また最も重要なのは低いひずみを保証しなければならないため、大型高性能部品を持っていない小型プレーヤーにとって、大きいヘッドフォンを合わせることはとても困難です。そして、非常にコンパクトなイヤホンを装着して出かける時に、プレーヤーが大きすぎると携帯するのに不便になってしまう。
L4はヘッドフォンに向けてではなく、小型イヤホンに専念します。
ヘッドフォン向けとしましては、大型タイプ(LP6各種難題に対応)に任せます。

 

インピーダンスが32オーム以下のイヤホンのために最適化します

前の説明を読んだ後、小型イヤホンの方が展開し易いと思うかもしれませんが、そういうわけではありません。インピーダンスの低い製品ほど展開しにくいです。「ホワイトノイズ検出器」は別にして、問題はイヤホンのインピーダンスが低いほど、歪みの対応が難しくなるということです。
以前、低インピーダンスイヤホンの基準は32オームであるが、現在は16オームインピーダンス以内のイヤホンが人気であり、さらに8オーム、4オームのイヤホンも多く見受けられます。
16オーム以下の低インピーダンスイヤホンはいずれのプレーヤーにとっても厳しい挑戦となるため、L4は設計される時から特に低インピーダンスのイヤホンのため最適化を図っています。

 
過去のインピーダンスイヤホンの代表は32Ωインピーダンスであり、この時のTHDは-105Dbです。
 

負荷低歪みの限界にチャレンジ

32オームのイヤホンと組み合わせる時、L4のTHDは-105dBであるが、これでは足りません。現在の状況をシュミレーションするため、L4は16オーム以内のイヤホンにも対応できるように最適化されており、16オームと組み合わせた時のTHDは102dBです。これは同SPEC程度の他プレーヤーを超えています。
L4は無負荷または100オーム以上のインピーダンスヘッドフォン(イヤホン含む)と接続する場合、THD+Nは
すでにCS43198チップの公称限界性能である-115dbに近いが、無負荷はプレーヤーにとって意味がほとんど
ありません。ヘッドフォンを装着せずにプレーヤーを聴くことはできないため、私達は無負荷時のデータを
公表していません。
それはただ書面的なデータであり、ユーザー様にとってもミスリードにしかならない可能性があるからです。
インピーダンスが低く、感度の高いイヤホンほど、プレーヤーは対応し難くなります。
今後、低インピーダンス、高感度イヤホンが多く登場していくにつれて、
そのチャレンジはさらに難しくなってきます。

上図は負荷が16Ωである時の、L4のデータです。
上図から確認できるように同SPEC程度のプレーヤを超えていると判断できます。

 

FPGAで高精度クロックに助力、S/PDIFはジッターを避けます

S/PDIFのコーディングプロセスはデジタルオーディオデータとクロックを一緒に組み合わせているため、S/PDIFのクロックに対する要求はI2Sより高いです。
その原理はI2Sデータビット高低に基いて、S/PDIF出力レベルのホッピング、識別、チェックコードを制御します。
そのメリットは1本の信号ケーブルと共通端末だけでデジタルオーディオを転送できることです。


 

コーティングイメージ

デコーティングイメージ


S/PDIFの受信は即ちデコードであり、もつれ合っているクロックとデータを分ける必要があります。
そして、チャンネルとサンプリングレートを解析し、最後に、より汎用的なI2Sオーディオデータストリームに変換させます。S/PDIFのコーディングクロックの品質が良くないと、S/PDIFがデコード回復を行う時に、クロックジッタは指数関数的に増大し、さらにエラーコードまたはアンロックなどの問題(例:爆発音、音の途切れなど)を引き起こします。S/PDIF出力はICE60958規格に基いて自分達だけのインターフェースプロトコルを作成し、DOPサポートに早くから参加したため、私達の高品質クロックは使い道が増えました。
 

電源リップル難題解消、高周波バリ無し、低周波品質兼備

ポータブルプレーヤーの電源システムは複雑であり、リップルはほとんど高周波リップルであり、大きいコンデンサでフィルタリングを行う方法は低周波のみに有効であり、高周波リップルはコンデンサのESR(等価直列抵抗)とPCBレイアウトに対し、敏感であるため、L4アナログ部分のデカップリングコンデンサはいずれも極めて低いESRのMurataコンデンサをメインフィルタとデカップリングコンデンサとしています。
フィルタコンデンサは電源出力のバリをろ過し、デカップリングコンデンサは対象部品に最も短い電源アース回路を提供し、また、アース回路のルートは長いほど、干渉が大きくなる。
L4の場合、各種デジタル給電と各種アナログ給電はいずれも独立しているだけでなく、完全なアース分割処理を行っており、デジタルアースとアナログアースが互いに干渉しないことを保証し、根本的に高周波ノイズをコントロールしています。

高周波リップルの問題を解决したということは、電源も完璧であるというわけではありません。
私達はL4に2本のL6と同じシリーズの大容量
・タンタル含有コンデンサみ合わせて、ヘッドフォンアンプ回路の電流出力に対する様々なニーズを保証し、低周波を更に凝集させ、品質と数量をともに保ちます

 
 

6種類の専門フィルタ、推力/位相調整可能——イヤホン多用途対応

L4はFAST,SLOW,Low-latency and FAST, Low-latency and SLOWの四つのフィルタをサポートするほか、また、NOS(NON Over-Sampling)モードという特殊なフィルタリングモードもサポートします。ハイパスフィルタオプションがあり、周期的な低周波の妨害をろ過できます。これはパワーグリッドがあまりきれいでなく、またよく充電しながら聴くユーザー様にとって、良いニュースです。
こんなに多いフィルタパターンがあれば、ユーザー様達のお手元のイヤホンに対応でき、また、ゲイン(推力)オプションと組み合わせも可能です。

低ゲインは低歪み性能を保証します

L4は2段階のゲインオプションを設けています。こうすると、多くのユーザー様は高ゲインにするとホワイトノイズが大きくなってしまい、かといって低ゲインにすると歪みが高くなるのではないかと心配されるのでは。この問題は実際、確かに多くのプレーヤーでも見受けられる問題点ではありますが、L4の場合、この2つの問題をまったく心配しなくても良いです。
L4は高ゲインでの出力騒音も極めて低く、低ゲインにおいて、THD+Nが32オーム負荷の元で、依然として
105dbを下回る高性能を保証しています。

キャスエフェクト


私たちは良いチップと良い材料さえあれば良い音が作れるとはと考えておりません。
精確なマッチングと繰り返しのデバッグによって、短所を除去し、見直し繰り返してから、
はじめて穏やかでゆっとりとした温かい音声を得ることができると信じております。

 

楽彼(LUXURY&PRECISION)