なかるうのブログ一覧

システム更新から約半年。エージングも少しずつ進んできて気持ち良く鳴るようになってきました。
メインパーツはもうしばらくこのまま頑張るとして、この冬はソース側の音質改善に取り組んでいます。キーワードは「電源」。一部パーツレビューとかぶります。






その１ 電源ライン強化


V-50（BEWITH）

ホントはティーダオフで刺激を受けてマフラー交換するつもりの資金だったのに、欲しかったマフラーは生産終了。そこにコレの入荷の知らせが。「お前はオーディオしかやっちゃイカン」という神の啓示だと思い投入しました。

ビーウィズの安定化電源。バッテリーとプロセッサーアンプの中間地点、助手席足元にインストールしました。
赤いA-50Aを狙っていたところ、モデルチェンジで黒いV-50になりました。後で聞いたのですがV-50にも赤モデル（サンライズ）があるそうです。どれ位違うのか興味はありますがもう買えませんｗ
まぁ３倍は違わないでしょう。


AT-7708（audio-technica）

Rexatの電源ケーブル。
金クラとかPCOCCとか。SPケーブルよりハイスペックな狂気の製品です。

初インストールから電源系には全く手を付けていなかったので、念願の強化です。
SPケーブルも同時に変更してしまったため、どれがどの効果かわからないのが情けないｗ
３つ合わせて別モノかいって位の変化はありました。


その２ USB電源クリーン化

USBオーディオの音をもう少し追求してみたくて、あれこれやってます。
USBのノイズなんて音質に関係あるの？と思うのが普通なので、少し考察してみます。

まず、USBはデータと電源を一緒に送る規格であること。これがUSBを便利にしていると同時に、オーディオの伝送規格としては脆弱な要素ともなっています。
データラインと電源ライン。これらがデータと電源に影響するか、影響するとすればどう作用するか、２×２の組み合わせで考える必要があります。

「USBケーブルで音が変わる」と言われる要因には、次の２種類が考えられます。
　A. 電源ラインのノイズがデータラインに乗る
　B. データラインの信号が電源ラインに混入する
雑誌とかWebを見る限り、前者を根拠にした説明が多いようです。曰く、PCの電源は汚いので、USBの信号が乱されてエラーが発生するとかなんとか。

しかし、電源のノイズはせいぜい数10～100mV程度。それがケーブル間の結合で伝搬しても（当然減衰します）、データ伝送に問題が発生するほどUSBはヤワな規格ではありません。
そもそもUSBオーディオでは再送のないIsochronous転送が使用されるので、エラーが起きた場合にはパケット単位（1ms分）で検出されて丸々捨てられることになります。音質とは別の問題です。

もう一つ、オーディオ界では「とりあえずコレ言っとけ」と便利に使われている用語に「ジッター」があります。これもここ数年のUSBオーディオで導入されているAsynchronousモード対応製品であれば、USB信号のジッターが後段のD/Aコンバータに伝搬する心配は理論的にはないはずです。

電源ノイズがデータに影響するという理論は、S/PDIFやAsynchronousモードでないUSBオーディオにはまだ説得力がありますが、USBオーディオ全体やLANにまで適用するには少し無理があるように思います。
むしろ、USB信号そのものが電源ラインを汚す、あるいはもともとの電源ノイズの伝搬具合が変化する、その結果USBインターフェース以外の部分（DACであればアナログ段、DDCであればS/PDIF出力部）に作用する、という説明の方が自分は納得できます。（それも影響の程度は回路によりますが。）
（最初USBは5Vと書きましたが、電源が5V、ローおよびフルスピードでの信号レベルはLVTTL、ハイスピードで約400mVです。）

そこで、まずはUSBの電源ラインに挿入するフィルターを試しました。

Hi-Fi USBノイズフィルター FL-HiFiUSB-zn（FIDELIX）　※zionote取扱

ところが

Xperia Z3TCではまさかの電力オーバーで使用できず。iOSよりUSBの電力制限は緩いと言われるAndroidですが、ダメでした。（なおNexus7ではエラーは起きませんでした。フィルターがそんなに電流を食うとは思えないので、コンデンサの突入電流で引っかかっているんでしょうか？）

ならばと、電源そのものに手を入れたのは結果的に近道になりました。

USB外部電源供給アダプター　RAL-EXTPW01（ラトックシステム）

単三電池、またはオプションの高品質ACアダプターからの電源電圧をUSB機器に供給するためのバッテリー電源です。
（注）「バッテリー電源」といっても、電圧安定化回路は入っています。詳しくはパーツレビューにて。
これは大いに効果ありました。力強くなったのに、以前よりボリュームを3dBくらい上げても耳が痛くない。余韻も綺麗に出ます。
DDCですからね。「アンプ替えたみたい！」とか「スピーカー替えるより効くぜ！」とかのレベルでないことは付記しておきます。でも、DDCを替えたと言ってもよい位の効果です。

気を良くして、「USBの電源ラインをクリーンにする」方向でさらに進みます。

USB-1.0PLS（Acoustic Revive）

よくあるAオス-BオスタイプのUSBケーブルですが、途中のケーブルが２本になっていて、USBの信号と電源を別々のケーブルで送るようになっています。
バッテリー電源からこのケーブルを使うことで、きれいな電源をそのままUSBオーディオまで供給してやろうという作戦です。

こちらも効果あり。もともとオーディオグレードのUSBケーブルを使っていたこともあるのでしょう、バッテリー電源ほど顕著な違いではありませんでしたが、変化の傾向としては同じ。低域の力感に効きました。


タブレット端末、怪しげな箱、太いケーブル・・・　何の目的でXperiaにしたんだっけ？
USBオーディオといっても適当に見切りをつけないとこうなるという、悪い見本です。
しかも、予想以上にバッテリー電源の持ちが悪いので追加対策を検討中という。

オカルトオーディオと紙一重、というか片足突っ込んでいる領域ですね。自分としては納得しているつもりなのですがｗ

電源って大事です。


関連ページ
Android端末でUSBオーディオする方法まとめ

今年もどうぞよろしくおねがいしますm(__)m

新年早々ですが、Nexus7におけるUSBと充電の両立について、過去の記事の修正という苦渋のスタートです。末尾にはXperiaに関する情報も掲載しました。




以前のブログで
「Nexus7はUSBホスト動作中の充電ができない。
充電するためには対応カーネルへの書き換えが必要。」
と説明していたのに、目から鱗な新製品を発見しました。


Android用充電機能付きUSBハブ 4ポートセルフパワータイプ
BSH4AMB03/N （buffalo）

Android用充電機能付き
「タブレットに充電しながらマウスや、キーボードなどのUSB機器が使えるので、バッテリーの持ちを気にせずパソコンのように使用できます。」

なんだと？しかも

対応機種
Nexus7(2013年モデル)、GALAXY Tab S 8.4、GALAXY note Ⅲ、Venue 8 Pro

どういう事だぁぁぁぁ！？
というわけで、調査やりなおし。

まずは以前の再現実験から。
カーネルを標準状態に戻したNexus7と、OTG三つ又ケーブル（Yケーブル）の場合。モバイルバッテリーで給電しますが・・・




やはり、Yケーブルと標準カーネルでは充電できません（充電アイコンが表示されていません）。

（1/17追記）USBハブが届いたので試してみました。手前がハブ、その奥がDDCです。



確かに、標準カーネルでも充電しながらUSBオーディオ再生できています。

USBハブの説明ページを読み返してみます。

対応機種
ACA-Dock機能に対応したAndroid端末
Nexus7(2013年モデル)、GALAXY Tab S 8.4、GALAXY note Ⅲ、Venue 8 Pro

ACA-Dock？なんじゃそりゃ。調べてみました。

ACAとはAccessory Charger Adaptorの略で、USBの追加規格BC（Battery Charging Specification）で定義された充電対応アダプターです。
この規格に対応した端末とアダプターが揃うと、USBホスト動作時にも充電が可能となります。

ACAの仕様では、USB端子のIDピン（OTG時はGNDに接続）を124kΩでプルダウン（抵抗経由でGNDに接続）することになっています。ACA対応端末では、IDピンに124kΩが接続されていることを検出するとUSBの電源を入力（充電）に切り替えたうえでUSBホスト動作するようになっています。
普通のUSBではホストとなるものが電源供給するルールなので、ホスト動作中にUSB端子からの充電はできないのですが、こんな追加規格ができていたんですね。

ACAに準拠したOTGケーブルを作るとすると、接続はこうです。
（1/9修正）4pinと5pinが逆だったので直しました。ごめんなさい！



問題はACAに対応した端末が非常に少ない（Nexus7でも2012は未対応）点と、一般に売られている充電対応OTGケーブル（Yケーブル）はIDピンを直接GNDに接続しておりACAには準拠していないということです。

市販の「充電対応」OTGケーブル（Yケーブル）



こちらのケーブルが接続された端末は、一部の機種を除き、通常のOTG動作と判定して電源ピンへの出力を開始します。つまり充電ができない方がUSB規格通りの端末ということになります。
（このケーブルで充電できる端末は、電圧検出など特殊な方法で電源ピンの入出力を切り替えているようです。）

以前に試したOTG Charge対応カーネルとは、ACA機能に対応していないYケーブルを使用するために、ACA判別ロジックを無視してOTG動作時の電源ラインを強制的に入力（＝充電）に切り替えるためのものだったわけですね。


ということで結論を以下のように修正します。


Nexus7でUSBホスト動作時に充電するためには、以下のいずれかが必要。
1. ACA対応製品　※Nexus7(2013)のみ
　現時点で確認できているのは、バッファローのBSH4AMB03/Nのみ
2. OTG Charge対応カーネルに書き換えたNexus7と、充電対応OTG（Y）ケーブル
　この場合のYケーブルは、IDピンをGNDに直結したものでよい。


なかなか複雑でした。Nexus7の１機種にしてこの調子じゃあ、売りにくいですわね。
大手PCアクセサリーメーカーが充電対応OTGケーブルを出してこないわけです。

残念ながら、今回紹介したUSBハブは電源にACアダプターを使うため、そのまま車載というわけにはいきません。ACアダプターの仕様がわかれば、電源を自作して車載できるかもしれません。
カーネル書き換えの方は実績もあり確実ですがroot化のリスクもあります。
結局ソフトとハードのどちらをいじるかという選択になります。

（1/6追記）ACアダプターの定格は12V/2Aだそうです。
12Vかぁ。ACC線直結ってわけにもいかないし、わざわざインバーター積むのも、ねぇ。ACCラインにLDOレギュレーターかます？・・・12V出力可能なモバイルバッテリーが一番確実かな。

このあたりのUSB充電については詳しい解説ページがありましたので、興味ある方は読んでみてください。


ちなみに、充電端子がUSBと独立しているXperia Z3 Tablet Compactの場合はこうなります。

・車載USB電源セパレート 2.1A/2ポート　T5229 （多摩電子工業）
・Xperia用マグネット充電ケーブル 0.5m （サンワダイレクト）
・USB-OTGケーブル　カスタム品
・USBケーブル　Supra USB2.0 1.0m （SAEC）

OTGケーブルはメーカー品が出ました。
・Androidデバイス用USB変換ケーブル USB-OTG10 （アイ・オー・データ機器）
自分の場合、つなぐのはDDCなのでこれで十分かと思いますが、オーディオ用のものをカスタムで製作していただきました。
「USB段階では大して変わらん」と公言している割にはUSBケーブルも替えてるし。だんだんこだわってきましたｗ

USB再生に関係なく、充電したい時にマグネットケーブルをピタッとつなぐだけ。
「一方ロシアは鉛筆を使った」的なシンプルソリューションで楽ちんです。

なお後継のXperia Z4シリーズ以降の機種での充電はUSB端子に一本化され、マグネット充電端子は廃止になってしまいました。Z4のUSBがACAに対応していればUSBホスト動作と充電の両立は可能ですが対応しているかどうかは不明です。対応していたとしても、Nexus7の場合と同様にACA仕様のケーブル（市販品はまだない？）かACA機器を用意する必要があり少し面倒です。車載用途にはZ3以前の方が簡単なので残念です。

USBホスト動作と本体充電の両立は、スマホやタブレットでUSBオーディオする場合かなり重要なポイントになります（数時間再生したらバッテリー切れ、では実用になりませんからね）。自分はZ3TC以降端末の更新が止まっているのはこれで引っかかっているためで、対応機種は常時捜索中ですｗ


（補足）
Galaxy Tab Sの時に探し出した、LAVA社の充電対応OTGアダプターはACA機器であるという仮説を立てて、Nexus7(2013)で使ってみましたが、充電動作が不安定で使えませんでした。こちらは原因不明。


関連ページ
Android端末でUSBオーディオする方法まとめ