ラズパイ・オーディオの勘どころ

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目指せ高性能! I2S ＆ USB のクロック＆データ同期入門
ラズパイ・オーディオの
勘どころ
第
2回
I2S 接続 D-A コンバータの選び方
岡村喜博
不連続点
図 1　同期を考慮せずにオーディオ用 D-A コンバータを接続した
場合…出力に不連続な部分が発生する（2V/div，100μs/div）
図 2　きちんと使った場合…システム・クロックと I2S が同期して
データの取りこぼしなく再生できる（2V/div，100μs/div）
fS=96kHz, フルスケール，正弦波（20kHz）
fS=96kHz，フルスケール，正弦波（20kHz）
クロック
（発振器/振動子）
直接またはPLLなどを介して
共通のクロック源が使われる
BCK
マイコン
SD（Data）
LRCK
D-A
コンバータ
図 3　市販のオーディオ装置はたいていマイコンと D-A
コンバータのクロック源が同じ…ユーザはクロック源
を気にしなくても使える
ラズベリー・パイ2
クロック
（発振器/振動子）
D-Aコンバータ基板
別々に
ならざる
を得ない
クロック
（発振器/振動子）
BCK
プロセッサ
SD
（Data）
LRCK
D-A
コンバータ
図 4　ラズベリー・パイに D-A コンバータを外付けしたときはシ
ステム・クロック源が異なる…ユーザはクロック構成と D-A コン
バータの特徴を理解していないと使えない
前回（第 1 回，2016 年 3 月号）の実験では，ラズベ
リー・パイ 2 とオーディオ用 D-A コンバータを I2S で
接続しましたが，同期を考慮しなければ出力がひずむ
ことを示しました（図 1）
．
今回は前回の実験で出力がひずんだ原因とその対策
を解説し，きちんと使えば実際にオーディオ用 D-A コ
ンバータからひずみのない出力が得られることを実験
で確認します（図 2）
．
● ラズパイ・オーディオの宿命…クロック源が
別々になってしまう
一般に市販されているディジタル・オーディオ・プ
レーヤでは，マイコンや DSP，オーディオ用 D-A コ
ンバータは同一基板上に搭載されて一体として設計さ
れます．データの受け渡しについても共通のクロック
を使用するなど一体で設計されます（図 3）．
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ところが，今回はすでに完成しているラズベリー・
パイ 2 にオーディオ用 D-A コンバータを後から外付け
しています（図 4）
．ラズベリー・パイ 2 と外付けの
オーディオ用 D-A コンバータが独立しているので，
データの受け渡しのタイミングを正しく設計しない
と，前回の実験のような同期ずれを起こして出力波形
がひずんでしまいます（図 1）
．
前回のおさらい
● CPU と D-A コンバータのクロックが非同期だ
とアナログ出力がひずむ
オーディオ用 D-A コンバータにデータを渡す方法
は，前回説明したようにいくつかの方法が定義されて
第 1 回　ディジタル非同期がアナログ出力波形に与える影響（2016 年 3 月号）
2016 年 4 月号

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