USBカードでDACを外部電源化する方法: PCでハイレゾ音楽

PCオーディオのボトルネックであるUSB電源を改善するには？

PCオーディオで最も使われているUSB-DAコンバーター（以下DAC）は簡単にハイレゾ再生でき、安価ながらも比較的高音質再生ができるのが魅力的です。しかしながらUSBの規格上、外部電源を使わないバスパワー駆動のDACはPC内蔵のATX電源から供給された電源を使わざるを得ない為、音質が今一つ据え置き型には敵いません。

PCオーディオの流行のおかげで、外部電源化やDACに拘った本格的なUSB-DACをオーディオメーカーから製品化してきましたが、なかなか手の出せる価格帯ではありません。

また、バスパワー駆動のUSB-DACを外部電源化するAurorasound　BUSPOWER-PROやiFi Audioのnano iUSB3.0等がありますが、それでもだいぶいいお値段します。

そこで私は最近覚えた三端子レギュレータによる電源を使って、バスパワー駆動のUSB-DACを外部電源化することにしました。

そして安価にUSBを外部電源化するために、USB拡張カードを使います。

USBを外部電源化する方法

安くUSBを外部電源化するにはUSB拡張カードを使えばよいのです！

私は以前USB-DACを音質改善しようと、JPLAY推奨のJCAT USBカードFEMTOは買えないのでOwltechの安いUSBのPCIeカード で試したことがありました。電源はPCIeスロットからではなく別で接続する必要がありました。それには当然ATX電源から供給したわけですが、結果はただ音が明るくなるだけでとても改善にはつながりませんでした。

LANカードとUSB拡張カードを試した時の記事

JPLAY用に NIC増設で音質が良くなった！

LANカードでは音質改善したのにUSB拡張カードではしなかった主な原因は、やはり電源ではないでしょうか。後はUSBコントローラーチップの違いぐらい？

というわけで思い切ってUSB用のリニア電源を作ってみました。

2020.2.6追記、訂正

先日コントローラーチップが違うUSB拡張ボードを購入したところ電源コネクターがあるにもかかわらず、電源接続しなくてもUSB-DACを駆動できてしまいました。PCIeは12Vしか給電されないようですが、DC-DCコンバータで給電する場合もあるようです。USB拡張カードなら外部電源化できると記してしまいましたが間違いですので訂正します。

購入した玄人志向のUSB3.0RD-PCIE

初めはATX電源から供給してみた。その後で電流メーターを付けた安定化電源から供給したところ、PCを起動すると電流は0.0Aになってしまい、なんで？？っと思って電源を付けずに起動させたら普通に使えてしまいました。
説明書には必ず電源接続しろって書いてたのにー(# ﾟДﾟ)

でも音質の違いはありました。

せっかくSATA電源コネクター付けたのに

Renesas μPD720202のチップ搭載
Owltechのほうは720201が搭載されている。仕様の違いなのか？

USB用電源の製作

USBの規格では電源ラインはUSB2.0で5V500mA、3.1で1000mAになっています。

1Aあれば十分でしょうが、ことオーディオに関しては電源容量に余裕があると音質に貢献しやすいです。特に低音の力感に大きく影響してきます。

USBの電源だけでなくATX電源を使用中のモノから大容量のものに変えるだけでもPCオーディオでは改善につながります。

というわけで三端子レギュレータはNJM7805FAで作成します。トランスは共立電子の6.3V1.6A×2にしました。これは同じ5V駆動のSATA-DOM用電源にも供給してみるつもりで2回路分のトランスにしました。

音質比較

回路はネットの情報を参考にして、なんとなくで決めました。一つこだわったのは整流用ダイオードにショットキーバリアダイオードを選択しました。しかも必要以上に大容量！

始めはブレッドボードで動作確認。

はじめはSATA-DOM用の電源で試聴しました。一般整流用ダイオードとショットキーバリアダイオードを比較するとハッキリと差が出ました。部品の選択は大事です。

次にUSBカードで試してみます。ケースが自作の為、拡張カード用に穴は空けていません。なので一度ベンチ台に移して視聴します。

USBカードには5Vラインしか基板に接していないので、他のラインは抜いちゃいます。

ではUSB-DACを接続して聴いてみます。

おほー！！

ぐんっとSNが改善され音に力がみなぎってきました。以前試した時とはエライ違いです。

やはり電源が肝なんですね！！

結果

思惑通りUSB電源の外部供給化とリニア電源は、PCオーディオを確実に音質改善してくれました。

今までSATA-DOM用やルーター用をリニア電源で駆動してみましたが、それらよりもはるかに改善度が大きいです。当たり前なんですけど、一番最初にやるべきなんですけど、ケースを自作にしてしまったおかげで、実験するのが面倒だった。という言い訳です。

ハッキリ言って実験を後回しにしてしまったのを後悔するぐらい改善してしまいましたが、バスパワー駆動のUSB-DACでも十分ピュアオーディオに対抗できるポテンシャルがあることは実感できたのは大きな収穫です。

もし、現在バスパワー駆動のUSB-DACで音質に満足できていない方は、一番簡単なUSBカードを使った外部電源化から試してみてはいかがでしょうか？

もしリニア電源製作に自信がない方はifi AudioからiPower

オーディオ用ACアダプターもあるので検討してみてください。

使用材料

	ショップ　商品名	金額
トランス	共立電子　HDB-25(6.3V)	3000
ショットキーバリアダイオード	マルツ　FMB-G16L	100×4
三端子レギュレータ	共立電子　NJM7805FA	64
電解コンデンサ（平滑用）	共立電子　16V2200uF	113
電解コンデンサ	共立電子　35V10uF	21
積層セラミックコンデンサ	共立電子　50V0.1uF	83×2
ユニバーサル基板	マルツ	51
端子台	共立電子	92×2
USB拡張カード	Amazon　OWL-PCEXU3E2I2	約1700
SATA電源ケーブル	中古品再利用	0