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ハイレゾ再生に重要な「DAC」の役割とは? 旭化成エレクトロニクスの“マイスター”に聞く
（2015/12/15 10:00）
続々と登場しているハイレゾ対応機器。それらのデバイスでハイレゾサウンドを出力するのに不可欠なのが、デジタル信号をアナログ信号に変換するDAC(デジタル-アナログコンバータ)だ。DACの主なチップメーカーとしては、TIやWolfson、Cirrus Logic、ESS Technologyなどが知られているが、チップの機能や性能がDSDやPCMなどの再生対応フォーマットや音質などに直接的に関係することから、ユーザーにとってはどこのどのチップを使っているのかが、ハイレゾ機器を選ぶ際に最も気にするポイントの1つといえる。
最近話題のコンシューマ向けハイレゾオーディオ市場は、かつては海外メーカーのチップが多くを占める状況だったといえる。しかし、2014年に発売したオンキヨーのコンポ「CR-N765」を皮切りに、旭化成グループのエレクトロニクス事業を展開する旭化成エレクトロニクス(AKM)のチップを採用する例が増えてきた。
同社は、1985年頃からオーディオ関連の事業をスタートし、初のチップ製品を世に送り出してから30年近くも経とうとしている「デジタルオーディオの老舗企業」。音声信号を1bit化するΔΣ(デルタシグマ)変調の黎明期からオーディオLSIの開発を始め、DACだけでなくADC(アナログ-デジタルコンバータ)やSRC(サンプリングレートコンバータ)の製造も手がけており、プロ向けの多くのレコーディング機器にも、AKM製のADCなどが使われている。
デジタルオーディオの処理を必要とする多くの機器で同社のチップが採用されているわけだが、その中でも、DSD 11.2MHz、PCM 768kHz/32bitに対応する高性能チップとして開発された「AK4490」は、「VELVET SOUNDアーキテクチャー」と名付けられた技術によって高音質志向のブランド戦略を打ち出している。前述のオンキヨー製「CR-N765」でも採用されたほか、最近ではAstell&Kernのハイエンドポータブルプレーヤー「AK380」や、ティアックのUSB DAC「UD-503」、エソテリックのUSB DAC/SACDプレーヤー「K-07X」など多くの機器に搭載されている。
このDACがオーディオメーカーに採用されている理由はどこにあるのだろうか? そして「VELVET SOUNDアーキテクチャー」とはどういうものなのか。同社“オーディオマイスター”である、ミックスドシグナル事業部 オーディオ&ボイス事業開発部の佐藤友則氏と、LSIの設計を担当する同事業部オーディオ&ボイス製品設計部 中元聖子氏のお二人に話をうかがった。
オーディオマイスターとは、AKMの「音」を決める人のことで、佐藤氏のOKが出なければ、最終的に製品にならないことを意味する。主な役割は、音質を追求してデバイスにフィードバックすること、製品ごとの音のコンセプトを決めること、オーディオエキスパート育成の3つだという。
ハイレゾの音質をナチュラルなサウンドで実現する5種類のデジタルフィルターを搭載
――最初に、どんな経緯をたどって「VELVET SOUNDアーキテクチャー」が生まれたのか、教えてください。
佐藤：当社は1985年頃からオーディオ事業を始めて、「オーディオ」、「音声」、「ノイズキャンセル技術」という3つのコンセプトをもって、オーディオLSIの開発を進めてきました。最初はΔΣ変調という技術を用いたADCやDACを開発していましたが、それはハイエンドに向けたものではありませんでした。その後ハイエンドに向けた製品作りをしようと1998年に「1stジェネレーション」と社内で呼んでいる、SN比120dBのDACを開発し、さらにそこから「2ndジェネレーション」の32bit Premium DACを2007年に、そして「3rdジェネレーション」のVELVET SOUNDアーキテクチャー搭載のDACを2014年に発表しました。
――その新しいVELVET SOUNDアーキテクチャーとはどのようなものか、改めて教えていただけますか。
佐藤：VELVET SOUNDは、ローディストーションテクノロジーによる少ない歪み、帯域外ノイズの大幅削減、デジタルフィルターによるナチュラルなサウンドを実現したうえで、ハイサンプリングレートのハイレゾ再生をサポートするテクノロジーの総称です。当社のプロダクトのうち、一部がこうしたVELVET SOUNDアーキテクチャーを採用しており、そのなかでも音質にこだわったフラッグシップ製品を「VERITA」と呼んでいます。AK4490チップはこのVERITAシリーズの最新製品です。
――AK4490をはじめとするVELVET SOUNDのチップの“音質”は、どういうものを目指して開発しているのでしょう。
佐藤：「Real Live Sound」というフィロソフィーを打ち出しています。我々は、やはり原音に忠実に再現したいと思っています。入ってきた情報に対して色付けするのではなく“足さない、引かない”そういったコンセプトです。
数字で表せない部分もたしかにあるのですが、少なくともノイズがあってはならない。その部分に対しては、徹底的に取り除いたうえで、耳で直接聴くだけではなく、「感じられる音」を目指して音作りをしています。
具体的には「ローディストーションテクノロジー」で-112dBの低歪を実現させ、「OSRDテクノロジー」で耳には聴こえない帯域外ノイズを低減させる。この2つのテクノロジーによって、SN比などの“数字”と音質を向上させたのがAK4490ということになります。これに加えて特徴の異なるデジタルフィルターが搭載されています。
――デジタルフィルターとはどういうものですか?
佐藤：AK4490などには5種類のデジタルフィルターが入っています。元々の周波数成分を強調したり除去するもので、例えば昔からある代表的な「FIR」というデジタルフィルターが、表の一番下にある「Traditional Sound」です。ここで我々はインパルスレスポンスというものに注目しています。インパルスレスポンスというのは、モノをバシッて叩いた時に現れるような応答なのですが、よく見ると、「Traditional Sound」ではそのピーク部分の音が出る前にちょっとした揺らぎがあることが分かります。
我々の見方としては、音が出る前に何か濁しているようなものがあるのではないかと。我々はこれを「プリエコー」と呼んでいますが、前にある揺らぎがない方がより自然な聴こえ方になるのではという発想で、ショートディレイのフィルターを開発しました。聴いてみると、実際に雰囲気が変わってきます。もっとも、音として「何がいいか」というよりも「何が好きか」、という見方になると思います。
――ハイレゾへの対応についてはどういうところが特徴なのでしょうか。
佐藤：DSD再生が最近のハイレゾ製品、アプリケーションのトレンドですよね。その中で「DSDネイティブって何?」という疑問があると思うのですが、我々はその解の1つとして、「DSDダイレクトパス」を用意しました。ΔΣ変調器を介さないようにすることで、いじらない、本当の原音のままで再生可能にするオーディオ出力経路を設けました。原音をいじらないことを重視しているお客様は、こういう経路も利用できます。
現在のDAC製品ラインナップとしては、DSDダイレクトパスを標準搭載し、チャンネル数やS/N、ダイナミックレンジなどの特性ごとに用意して、いろんなお客様に使っていただける布陣にしています。
中元：AKMの過去製品を見たときに、「DSDは、アナログに近いというのがウリなのに、ΔΣ変調の処理を通すのはどうなの? 」という思いがあったので、より本物の原音が聴けるようダイレクトパスを設けました。プログラマブルに経路を選べるようにしています。
――AK4490のような意欲的なDACを発売する前と後で、市場に対する感触として変わったところはありますか?
佐藤：感触は変わってきましたね。1998年に120dBのDACができたわけですが、当時はこれが技術的に世界最高でした。DACといえば120dBが最高で、世界のDACマーケットを引っ張っているようなポジション。しかしその頃はDACなどの部品は表に出ることはなく、市場から直接反応が返ってくることはあまりありませんでした。
しかし、3rdジェネレーションで音質に加えて、キーポイントとなる歪み-112dBと帯域外ノイズ低減が、ほぼ実使用環境でも同じように達成できているというところで、オンキヨーさんやティアックさんなどのお客さまからも支持され、市場でも弊社の名前が出てくるようになりました。
可聴帯域を超えたところのノイズもケアする理由とは?
――VELVET SOUNDではなぜ「帯域外ノイズ」に着目しているのでしょう。
中元：「帯域外ノイズ」は、音質対策の中ではすごく分かりやすく、見せやすい性能です。音質を向上させる策は他にもいろいろあるのですが、そこに共通しているキーワードが「変調」です。「音が良くない、どうしたらいいんだろう」と音質向上に取り組み、チップボードのパターンを変えていくところからスタートしました。その中で気付いたのが「変調」でした。
人の可聴帯域は20kHzまでと言われていますが、システムの中には20kHzを超えた、いろいろなシステムノイズが存在しています。それらの組み合わせで複雑な周波数に変化するノイズが発生する現象である「変調」に着目して、ケアしていきました。
これは本当に「帯域外」で、カタログ上には全く出てきません。ですが、「耳に聴こえる20kHzを超えたところに、どう手を入れていくか」というところに我々のこだわりがあります。そこで「感じる音」が作られます。VELVET SOUNDというのは、それをケアすることで進化していくと思っています。
佐藤：電圧を変換するデバイス、例えばパソコンなどに言えますが、変圧器はだいたい200～300kHzくらいのところに動作ウェートがあって、帯域外ノイズがかぶるんですよね。「変調」でそれが折り返ってきてピーッという音が入ってしまう場合があって、根本的なノイズになってしまう問題があります。
中元：佐藤からはずいぶん前からこの部分のノイズを下げてくれと言われていたのですが、私たち設計がまだ変調のことに気付いていない時に、「そんな(帯域外の)スペックいらない」と言ってリジェクトしていたりしたんです(笑)。カタログスペックとして謳えるものでないと回路に落とせないんですよ。サウンドに対して、佐藤からの要求は高いです。けっこう細かいなと(笑)。ただ、設計としては最初納得していなくても、後で興味があったりして試したりします。そこで実験結果を見たり実際に音を聴いたりして分かることがあります。結局、(AK4490などの)3rdに至るまでに、変調、歪みやSN比の改善も含め、試行錯誤を繰り返して回路を20チップ近く作りました。
佐藤：帯域外ノイズの低減は、目に見える大きなブレイクスルーと言えるのですが、音が最終的に良くなってくるのは、一足飛びに実現するのではなく、じわじわという感じで良くなるんですよね。先ほど説明したデジタルフィルターも、今の形になる前に、色々なものを作っていて、数値は良くても実際に聴いたときに音が良くなくて製品にしなかったケースもあります。そういった積み重ねですね。
――それらの取り組みの結果と製品性能が上がったことで、搭載製品が増えてきた、ということになるのでしょうか。
中元：そうだと思います。それもあると思いますが、以前と違い、お客様(メーカー)が我々の名前を出してくれるようになった、というのもあると思いますね。
――従来は据え置きの製品に搭載されたDACが、iriver AKシリーズなどポータブル機に載ることも増えてきました。
佐藤：どうしてもヘッドフォンでは出ない低音を大きなスピーカーで出したいというお客様が据え置き型を使っていただいていると思います。一方ヘッドフォンでは耳のそばで鳴って細かい音まで聴けるので、そういうチューニングをされて(プレーヤーなどの)製品が作られると思います。我々はそのどちらの要望にも対応できる製品を出すことができたということだと思います。
――オーディオメーカーとの音質に関したやり取りも、現在の世代の頃になって、より活発になったのでしょうか?
佐藤：以前から、突っ込んだやり取りというのはありましたが、我々がそれを形にできるようになってきたということだと思います。かつての世代では、一部のお客様しかそのDACを使いこなせなかった時もありました。外からのノイズなどに対しても強く、使い勝手の良いデバイスが作れるようになってきたのが、今のAK4495/4490あたりからだと思います。
――AK4490や、AKMならではの音というのは、最初からイメージして作っているのでしょうか?
佐藤：製品のコンセプトとしては、「音を作るのは我々ではない」。お客様が色づけしたり、お客様が行なうチューニングなどを忠実に反映するデバイスを作りたいと思っています。お客様が特定の音質、ブランドで売っているものに対して我々がチップ側で色付けしてしまうと、他のブランドのお客様が使う時に必要とされる音に変えられないことになってしまいます。そうではなく、「お客様の場合はここをこういう風にしたらこういう音になりますよ」、というのを我々の製品は反映しやすくしています。
中元：AK4490の裾野が広がっているのは、消費電力が少し減っているところもあるのかもしれません。減らしたというのは、音声シグナルを出すところはそのままで、ただ電力を消費しているだけの部分を徹底的に排除したんですね。シグナルをどっと出す時、電気を使うところは使って、そうじゃないところは使わない。そういうのもあって、ポータブル機器でも使えるような消費電力になっているかなと。
オーディオにおいては電流が減ると「弱い・冴えない音」というイメージをもたれてしまうかもしれません。しかしAK4490は音を出す一番最後のアンプのところは減らさないで、それ以外のノイズ源になるところを徹底的に減らして、電力的にもメリハリを付けているんです。それがポータブル機器でも使えるような消費電力の実現につながっています。
旭化成エレクトロニクスの試聴ルームに潜入
今回、旭化成エレクトロニクスの音作りに使われる試聴ルームも見学した。オフィス内に試聴ルームを設置。スピーカーは、フォステクスのフラッグシップ機「G2000a」を使用。そのほか、デノンのプリメインアンプ「PMA-SX」やSACDプレーヤー「DCD-SX」、エソテリックのSACDトランスポート/DAコンバータ「P-05/D-05」などが並ぶ。ハイエンドというよりも、音質と性能のバランスを考慮した機材を配置しているとのこと。ここで、最終的に良いと判断された音が、DACなどの製品として世に出てくるのだ。
ここにAK4490チップを含む基板が見える形で搭載された佐藤氏自作の評価用D/Aコンバータ基板も置いてある。基板は小さくモジュール化されており、異なるチップのモジュールに簡単に付け替えることで、比較試聴できるようになっている。前述のSACDプレーヤーとアンプとの間にこのDACデバイスを接続し、基板上のディップスイッチでAK4490がもつ5種類のデジタルフィルター「Natural Tone/Acoustic Tone/Traditional Tone/Acoustic Sound/Traditional Sound」を切り替えながら、CDを試聴した。
壁の電源コンセント部分には「音質調整済み」と書いた紙が貼られている。「当然、コンセントの向き(極性)を正しくしているほか、グランドが入っていると電圧が下がってしまう点などを、全て調整しています。先日もちゃんとテスターを当てて、正しいかどうかを確認しました」(佐藤氏)とのこと。
佐藤氏によれば、オーディオ機器を製造する各メーカーは、それぞれで試聴用として使う定番のCDや曲が決まっている場合が多いとのこと。今回は佐藤氏がおすすめする、ホリー・コールの「I Can See Clearly Now」(アルバム:Don't Smoke in Bed)を聴いた。最初は標準的なFIRと同じTraditional Soundから、1分ごとに順次他の種類のデジタルフィルターに切り替えて最初から再生し直していった。デジタルフィルターが変わることで、全体的に曲の印象もわずかずつ変わることに気付く。インタビューでも佐藤氏が話していたように、どれが一番いいか、というよりも、どれが好きかによって使いたいフィルターは変わってくるように感じた。個人的には標準的なTraditional Soundが、最も空気感が伝わってくるようで好みだった。
デジタルフィルターは今回試聴した時のようにディップスイッチなどでハードウェア上で変えることもできれば、ソフトウェアで変更することもでき、もしくは特定の種類に固定して使うことも可能。どのようにデジタルフィルターを使うかはメーカーの判断となるが、自分好みのサウンドで聴きたいユーザーにとっては、選択肢があるのはうれしいポイントといえる。
ハイレゾのその先、オーディオマイスターが“やりたいこと”とは
――「ハイレゾ」がフィーチャーされ始め、ますます重要になると思われるDACの役割について、どう考えていますか。
佐藤：我々ができる範囲で最高のものに対応していこうという気持ちがあり、その1つがPCMやDSDのサンプリングレートをどこまで上げられるか。じゃあ本当にPCM 768kHzのニーズがあるかっていうと、今はないんですけど(笑)、そこでユーザーが「まだ拡張できるよね、AKMのチップを使っている製品だったら安心だよね」と思ってもらえるのではないでしょうか。
DACやADCの他にも、今あるソースを768kHz相当で再生する際に用いるSRC(サンプリングレートコンバータ)も取りそろえていますし、AKMによってトータルで録音/再生のオーディオ環境を全てカバーできる、そういうメーカーになっていきたいと思っています。
業務用製品では、意外かもしれませんが数字を重視するお客様も多いですね。一方でCDプレーヤーやAVアンプなどの場合は、もちろん音が重視されます。我々は現在、それを両方カバーできるようになってきていると思います。その技術をベースにして、機能を絞ったり加えたりすることで、例えばスマートフォンに載ったり、カーオーディオに使われるようになるといったことにもつながってきます。
中元：録音側にも再生側にも、DSDやPCMのハイサンプリングレートを浸透させたいという思いがあります。再生側については、(4490よりも下位シリーズにあたる)新しい「445x」シリーズもDSD 11.2MHzなどに対応しています。上の製品だけでなく、全体としてDSD対応などの機能を使えるようにすることで、浸透していけばと思います。
――これからのハイレゾの行く末はどう予想されていますか。サンプリングレートはもっと上がっていくのでしょうか。
佐藤：DSDについては、大学での実験レベルなどから考えると、22.4MHzくらいでそろそろ打ち止めじゃないかな、という声も聞かれ始めています。これ以上速くしてもコンピューターが追いつかないし、情報量が増えすぎてハンドリングするのも大変ではないか、と。
PCMについても、今が768kHzですから、次はその2倍となる1.5MHzになるわけです。それってDSDじゃないの、みたいな話も出てきている。あとは32bitの次、48bitとか64bitというのはあるかもしれませんね。ただ、私自身は数字に囚われず“とにかく音(質)が良い”というのは、これからやりたいですね。きっと、それを期待している方もいるはずです。
中元：データ容量や、伝送レートの問題もありますし、(サンプリングレートは)止まるかもしれません。ただ、個人的にはSN比や歪み、消費電力などの数字も、音(質)も追求していきたいですね。
(協力：旭化成エレクトロニクス)
日沼諭史
Web媒体記者、IT系広告代理店などを経て、現在は株式会社ライターズハイにて執筆・編集業を営む。PC、モバイルや、GoPro等のアクションカムをはじめとするAV分野を中心に、エンタープライズ向けサービス・ソリューション、さらには趣味が高じた二輪車関連まで、幅広いジャンルで活動中。著書に「GoProスタートガイド」(インプレスジャパン)、「今すぐ使えるかんたんPLUS Androidアプリ大事典」(技術評論社)など。