Raspberry Pi の HiFi DAC 一覧まとめ｜I2S出力の製品を一覧で解説

Raspberry Pi の HiFi DAC まとめ

Raspberry Pi は、I2S (Inter-IC Sound)というインターフェースを持っている。IC間で音楽データをやり取りする規格で、音楽データとクロックを同じ芯線に載せて伝送するため、音楽データとクロックのずれ（ジッタ）が少なく、精度の高い伝送が可能であるため、高音質と言われている。

対して、光出力で有名な S/P DIF という規格は、音楽データとクロックを別々の信号として送受信するため、音楽データとクロックのジッタが大きいと言われている。

Raspberry Pi から I2S で DAC と接続する HiFi DAC が俄に人気が出ている。

ざっと調べてみただけでも、↓こんなに多くの DAC が売られている。

ベンダー	商品名	DAC IC	zeroサイズ	Master Mode (クロック)	ヘッドフォンアンプ	サンプリングコンバータ (ASRC)	備考	価格
HIFIBERRY	DAC+ LIGHT	ES9023				◯		$22.90
	DAC+ STANDARD	PCM5122						$28.90
	DAC+ ZERO	PCM5101	◯					$16.90
	DAC+ PRO XLR	PCM5242		22/24MHz			XLR出力	$39.90
Allo	Piano 2.1 HI-FI DAC	PCM5142×2						$49.00
	PIANO DAC	PCM5122			TPA6133A2			$27.00
	BOSS DAC	PCM5122		45/49MHz				$65.00
	MINIBOSS DAC	PCM5122	◯	45/49MHz				$39.00
IQaudIO	Pi-DAC+	PCM5122			TPA6133A			€30.00
	Pi-DAC Zero	PCM5122	◯					€12.00
	Pi-DAC PRO	PCM5142			TPA6133A		バランス出力	€42.00
JustBoom	DAC Zero pHAT	PCM5121	◯		TPA6132A2			€20.00
	DAC HAT	PCM5122			TPA6133A2			€30.00
pimorori	pHAT DAC	PCM5102	◯					¥1,516
nabe	msBerryDAC	PCM5122		22/24MHz	拡張で追加可能			¥9,980
New Western Electric	Sabreberry DAC ZERO	ES9023	◯		OPA1662	◯		¥7,800
	Sabreberry32	ES9018Q2C		45/49MHz	ES9018Q2C			¥19,000
One Board Audio	DAC 01	PCM5242		22/24MHz	OPA1622		25mm出力	–
Bright Tone	Terra-Berry2 DAC	AK4490				◯		¥25,000

どれを購入するか迷うので、ポイントを比較していきたいと思う。

DAC IC の比較

DAC の音質を決める主役は、何と言っても DAC IC だ。

Raspberry Pi の I2S DAC に使われることの多い IC を比較してみたいと思う。

ICベンダー	製品名	Sampling	DNR(dB)	特徴	参考価格(DIGIKEY)
Texas Instruments	PCM5101	32bit 384kHz	106	硬質なくっきりとしたサウンド	$2.95
	PCM5102	32bit 384kHz	112		$5.73
	PCM5121	32bit 384kHz	106		$3.68
	PCM5122	32bit 384kHz	112		$6.02
	PCM5142	32bit 384kHz	112		$7.17
ESS	ES9023	24bit 192kHz	112	クセがなく、繊細な音	安め？
	ES9018Q2C	32bit 384kHz	121	クリアで空間が広くクセがない、悪いレビューは見たことがないくらい優秀なIC	約4000円？
旭化成エレクトロニクス	AK4490	32bit 768kHz	112	国産DAC ICで、忠実で繊細で高音質と有名	$4.99

TI の PCM51xx系について

TI の DAC IC は、多くの種類があるが、型番の下１桁が 「1」 or 「2」 でダイナミックレンジが異なる。

下一桁が「2」の型番の方が、ダイナミックレンジが広く、高音質が期待できるので、できればこちらを選びたい。

TI の PCM510x ／ PCM512x ／ PCM514x の違いは、

PCM510x系：ソフトウェアボリューム
PCM512x系：ハードウェアボリューム対応
PCM514x系：ハードウェアボリューム対応 ＋ DSP搭載

というだけであり、音質差は無い。

32bit 384kHz に対応しており、性能として不足することはない。

Raspberry Pi DAC として、最も人気の IC であると言える。

ESS の ES90xx系について

ESS と言えば、高級オーディオDACに ES9018 が使われることが多いことで有名である。

その中で、廉価版の位置付けの ES9023 が有名だが、「可もなく不可もなく無難」という評価が多い。

ES9018Q2C は、高級オーディオDACに使われる ES9018 の、モバイルかつ廉価版の位置付けだが、それでも、IC単体で4000円程度の価格がするICだ。
ES9018の型番を付けているだけあり、ノイズが少なく澄み渡る音と評判が高い。

旭化成エレクトロニクス AK4490について

唯一の国産ICな AK4490 は、ESS の ES9018 を超えているのではないかと言われることのあるほど、良いICと言われている。

安いのに、忠実で繊細な音を鳴らす。

マスターモード（クロック）について

音再生の心臓とも言えるのがクロックだ。このクロックに合わせて DAC IC は処理を行う。

マスタークロック（システムクロック）がずれていれば、原音に忠実な再生ができなくなる。
（ジッタノイズが大きいと言われる）

DAC IC のクロックが関連する動作モードには、以下の３種類がある。

スレーブモード（Sync）	I2S出力デバイスが生成するクロックをマスターとして動作。つまり、I2S出力デバイスのクロックが安定していれば良いが、Raspberry Pi等のデバイスであれば不安定であり、ジッタノイズが大きい
非同期モード（ASync）	USB DAC 等に多い動作モードで、音楽データとクロックを非同期として、DAC IC に外部から正確なクロック信号を入力する動作モード。ジッタノイズは低くできることが特徴
マスターモード	DAC IC に正確なクロックを入れて、そのクロックをI2Sデバイスに送り、正確なクロックで叩き直してから、音楽データとクロックをI2S出力デバイスから、DAC IC に送る方式。やや複雑だが、ジッタノイズは低くできることが特徴

Raspberry Pi の I2S 出力を行う場合は、マスターモードが高音質を狙えるモードとなる。

（USB DAC を接続する場合は、非同期モード(ASync)モードが良い）

Raspberry Pi DAC が、マスターモードに対応しているかは、クロックを生成する水晶発振子／水晶発振器を2つ以上搭載しているかで判別できる。

（マスターモードで動作させるためには、異なる２つのクロックが必要となるため、水晶発振子／水晶発振器が２つ以上搭載されていれば、マスターモードで動作させる機能を具備していると判断できる）

水晶発振子

サンプリング周波数が、CDなら44.1KHzだし、DVDなら48kHzとなっている。

DVD再生機として、マスタークロックとして最近最もよく利用されるのは48kHz x 256 = 12.288MHzだ。

PC音源の場合は、様々なサンプリング周波数の音源があるため、複数の基準周波数を生成するためには、異なる２つのクロックが必要になるという訳だ。

正確なクロックであれば、できるかぎり高周波の方が、高音質を狙いやすい。

Raspberry Pi DAC でマスターモード動作に対応しているDACは、マスタークロックは「22 / 24 MHz」 と 「45 / 49 MHz」の２種類があるが、「45 / 49 MHz」の方が高音質が期待できる。

どのメーカーの水晶発振器を使っているか、また、温度補正機能の付いた水晶発振器によって、クロック精度が異なる。水晶発振子／水晶発振器を交換するのも楽しい改造となる。

結局、どの DAC を買ったのか？

私は、Raspberry Pi Zero W を使いたいので、Zeroサイズに対応しているもので、マスタークロックモードに対応しているものを探した結果、Allo の MINIBOSS DAC を購入した。

Allo MINIBOSS DAC 公式HP

導入記や音のレビューはこちらを↓

MINIBOSS I2S DAC for Raspberry Pi Zero レビュー

Raspberry Pi Zero W.のためのHiFi DACを購入したので音質等をレポ。また、電源共有部にフィルムコンデンサを挿入する改造を実施

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