DACのマスタークロックについて ESS社はちょとかわっている？

DACのマスタークロック（システムクロック）についてまとめました。　

大別すると「スレーブ」と「マスター」です。　スレーブには「同期」と「非同期」が存在します。　

＜１＞スレーブモード（Sync）　

一般的には、DACをスレーブ（Sync）で使うことが殆どです。　というより スレーブモードしかないDAC-ICが多いと言った方が正しいかもしれません。TIのPCM179x、DSD179x、シーラスのCS439ｘ、旭化成のAK449xなども例外ではありません。　

　

発振器（発振源）が２つ付いているのは、44.1kHz系（44.1k、88.2k、176.4k）と48kHz系（48k、96k、192k）のサンプリング周波数の両方に対応するためです。　（PLL等でどちらにも対応できる発振源を搭載することもあります。）　

再生する楽曲データのサンプリング周波数に合わせて、どちらか一方をセレクトしてマスタークロック（システムクロック）に使用します。　当然、MCLKは、BCKやLRCKなどと同期している必要があります。　

高級機では、発振器をDAC-ICの近くに置いて、MCLKをDACとI2S出力デバイスの双方に送るレイアウトをとることもあります。　その方がジッターが増えずに済むからです。　

＜２＞非同期モード（Async）　

スレーブのひとつの形態で、同期していないスレーブモードという感じです。　

ESS社のDACは、データシートが公開されていないので不明点が多いのは確かです。　それでも、マニアの方々はよくご存知の非同期モードを搭載しています。　おそらくASRC（非同期サンプリングレートコンバータ）のようなものが内蔵されているのだと思いますが、詳しくはわかりません。　（こちらの資料にはASRCと書かれています。）

図にすると下のような構成になります。　

　

DAC側に、I2Sの入力信号とは関係がない（同期していない）発振源をひとつ持っていて、どのようなサンプリング周波数のデータでも、おかまいなしに受信できる。　

ESS社以外でも同様に、非同期クロックで動作するものにマキシムのMAX9850があります。　また、DAC-IC自体にASRCを内蔵していなくても、外部にASRCを付けると他のDACでも同様のことができると思います。　高性能なASRCとしてSRC4192、AD1896、AK4137あたりが有名でしょうか。　

DAC-ICにPLLが内蔵されて、BCKからシステムクロックを作り出しているPCM510xやCS4350は、MCLKがなくてもSyncモードで動作しています。　

次に、DACをマスターにする使い方です。　

＜３＞マスターモード　

　

これは「送り出しデバイス」と「DAC-IC」の双方が対応していないと接続できない少し特殊なモードです。　

有利な点としては、スレーブモード（Syncモード）よりもMCLK、BCKのジッターが少なくなるという部分に尽きます。　同じ発振源を使っていても、バッファーを通したり、基板パターンの引き延ばしにより、数十psオーダーのジッターはすぐに増えます。　

ジッタークリーナーを通す場合も、MCLKをクリーニングするのか、BCKをクリーニングするのか、それとも両方をクリーニングする必要があるのか。　LRCKはクリーニングしなくてもよいのか？　など、悩みどころがありますね。　それに、ジッタークリーナーは大喰らいなので5Vや3.3V電源の負荷が増えたことにより電源ノイズが増えてしまったり、ジッタークリーナへの配線を引き延ばしてしまって本末転倒なんて事も起こらないとは限りません。　

マスターモードなら、水晶発振器自身のジッターのみ。　とてもシンプルです。　

RaspberryPiのI2Sはスレーブモードにすることができ、SABRE9018Q2Cはマスターモードを備えていますので、今回はこのモードが使えます。　

ということで、試作した新DAC基板で 「非同期モード」 と 「マスターモード」 の２つを聞き比べてみました。　音質的な部分は、正確なことを文章で伝えるのがとても難しいので、あくまでも私、個人の感想と考えてもらえるとたすかります。　

■非同期モードの音　

暖かさと繊細さをあわせ持っていて、とにかく聴き心地がよい。　普段、聴きなれたソースを再生しても、今まで気づかなかった音が聴こえるので楽しい。　

ただし、これは強めのカラーレーションと捉えることもできて、一聴してESS社のDACの音だ。　と分かるような気がする。　特に低音のウォームな音は他社のDACでは聴いたことが無い特徴的な心地よさを感じます。　

■マスターモードの音

暖かさと繊細さはあるが、それに加えて鋭さが増す。　

特徴的な低音のウォーム感は少し減衰し、ソースの録音の違いがよく出てくるようになる。　また、空間の広さや奥行き感が優秀で、楽器の定位はこちらの方が正確に伝わってくるような気がします。　

結局、どちらが良いかというのは好みの問題なのかもしれません。　高級なオーディオとしては音の見通しが良いマスターモードの方が似合っていると思います。　

実は、近くのヨドバシカメラの試聴コーナーでONKYOのDP-X1というES9018K2Mを2個積んだプレーヤーを聴きました。　これ、もしかして非同期モードの音？　と、知らないデモ曲でも即座に思った次第でございます。　

帰宅して、こちらの基板の拡大写真を、さらに拡大してみてみると・・・

AV-watch 「DP-X1」の記事　

　

ES9018K2Mの近くにクリスタルが1個のみ。　　非同期モードを使っているようです。　

なるほど。。。　他のES9018K2M搭載モデルも調査してみようと思います。　

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