nabeの雑記帳

SE-U55SXはループバックテストができないことで有名です。入出力を同時使用しようとすると、入力がマイクに限られる上に、マイクから入力された音声が出力にミックスされます。ループバックテストに限らず、例え 16bit/44.1kHz だとしても、入出力を同時に行う装置として使いたいことはよくありますが、SE-U55SXはその目的で使用出来ません。

この血迷ったステキな仕様を変更するため改造を行いました。記事を参考に改造を行う場合は、各自の責任でお願いします。

全体の仕組み

基板上部の写真です。この回路には２つのアナログマルチプレクサ(74HC4053相当品）が付いており、それぞれLINE入力/MIC入力の切り替え、出力への入力信号ミックス機能on/off（入力モニター機能on/off）を行っています。この部分の回路を変更して、次のようにすることが目標です。

• 入力信号は常に"LINE IN"とする。
• 出力モニター機能は、LINEモードのとき（入力専用装置として動かしているときのみ）有効とする。

入力選択をLINEに固定

入力切り替え部の回路は上の写真のようになっています。入力セレクタを通した後、入力レベルボリュームに繋がっています。74HC4053 のうち黄色い線を引いた２つのピンを外します。パターンカットしてもokです。ハンダで熱しながらピンセットなどで持ち上げると、そのピンだけ浮かせることができます。面倒ならばニッパで切り取ってからハンダを外しても、IC自体外してしまっても構いません。

浮かせたピン	LINE INのバイパス

今度はLINE INをボリュームまでバイパスします。写真では入力LPFの手前からバイパスしていますが、好みによってチップ抵抗の下側からつないでも構いません。L と R を逆にしないように気を付けて。ここまで改造すると、MIC入力が使えなくなりLINE入力専用となります。

LINEモードのときのみモニターする

モニター機能自体取ってしまってもいいような気もしますが、一応LINEモード（96kHz/24bit入力専用）のときのみモニターするようにします。

パターンカットを忘れないようにしてください。トランジスタの近くでカットするのがいいと思います。トランジスタを外そうとしたり、足を上げようとすると簡単にトランジスタが壊れます。必ずパターンカットで対応してください。

念願のRMAA(48kHz/16bit)

Frequency response (from 40 Hz to 15 kHz), dB	+0.01, -0.09	Excellent
Noise level, dB (A)	-95.6	Excellent
Dynamic range, dB (A)	95.6	Excellent
THD, %	0.0026	Excellent
THD + Noise, dB (A)	-86.3	Good
IMD + Noise, %	0.0094	Very good
Stereo crosstalk, dB	-78.6	Very good
IMD at 10 kHz, %	0.0052	Excellent
General performance		Excellent

バラックで定格電源を使ってテストしたのでまったく参考になりません。オリジナルはこれよりもっと悪いと思ってください。第一、電源改善済（電源ノイズ対策済）で、オリジナルとは違うコンデンサがry*1

仮にアナログ部のコンデンサを元に戻したとしても、ハンダ熱で痛んでいるためオリジナルより性能が悪化してしまいます。アナログ回路はオリジナルのままRMAA測定できたらトラックバックください。

• 本体内部からノイズ音
• 電源回路に問題あり
• 電源問題を解決する
• 改善後
• 追記、表面実装へのDIPの載せ方
• 誰か問い合わせたらしい

本体内部からノイズ音

基本的には高音質なSE-U55SXですが、いくつか謎があります。

• 付属ACアダプタで使用時、回路内部から「キーーン」という発振音がする。
• 直流定電圧源で調べてみると、+5Vをほんの少しでも割り込むと発振音がひどくなる。
• このとき録音機能はこの発振音に同期したノイズだらけで（付属ACアダプタ使用）、再生でも同期したノイズが入ることがある（直流定電圧源使用）。

これは明らかにDC-DCがおかしい。オペアンプの電源は、各部位ですべてCRフィルタ（47Ω+220uF程度）されているのに、それでもノイズが残っていることも不思議でした。

電源回路に問題あり

調べてみるとアナログの正負電源回路に問題があることが分かりました。

回路写真	+9V	-9V

正負電源はDC-DCコンバータで生成しているのですが、２次側（出力側）にまともな平滑コンデンサが付いていません*1。そのせいで、出力側に激しいノイズが表れています。当然です。DC-DCの２次側にコンデンサを付けないなんてアマチュアでもしない失敗です。こんな状態でまともにDC-DCが動くはずがありません。*2

回路をよくよく見てみると、実は１次側（電源側）にも、２次側（生成電圧側）にも電解コンデンサを付けるパターンが切ってあります。

形状からしてチップタンタルコンデンサを付けるためのものだと思いますが、それが付いていません。考えられる原因は１つコストダウンです。結構コストの高い部品やらを使っていますから、実売２万円以下にするため量産段階になってあれこれ削った可能性があります。

しかし、代わりにチップ積セラの10uF、せめて1uFでも付いていればさして問題はないものを単純に取ってしまうあたり設計者じゃない誰かの仕業に思えます。パターンを追っていくと他にも空きランドやら疑わしい部分があり、まだ何か出てきそうです。

たまたま当たりを引いたという考えも過ぎりましたが、この記事の写真にも乗ってませんから意図的なもののようです（ここにもなし）。しかしこれ、リコールしても不思議じゃない欠陥だと思うですが……。*3

電源問題を解決する

回路上の C973/C974 に電解コンデンサを付けます。タンタルコンデンサが良いですが、秋月で売っている 10V 耐圧は（大丈夫だけども）ちょっと心配です*4。

おすすめは低ESRコンデンサ*5で、耐圧16V、容量は10uF程度。スイッチングノイズを取ることが重要なので大容量品は要りません（試したところ大容量品（100uF～）では充電電流が不足し逆にノイズが増えます（特に負電源））。低ESR品がなくても標準品コンデンサでいいから付けておいた方が１００倍良いです。

C977/C978の一次側も付けた方がよいです。6.3V以上、容量は47uFか100uFぐらいを目安に。なくても一応動作しますが、あった方が動作は安定します。（±9Vラインの他、5Vラインのノイズも低減します）。ここも低ESRコンデンサがよいです。

改善後

+9V	+9V	9VのAC成分のみ
LINE OUT（改善前）	LINE OUT（改善後）

手持ちに低ESR品がなかったので、なぜかこの基板から取り外したTK 25V 47uFを２次側に付けてみました。電源のノイズが綺麗になっています。AC成分だけみるとまだノイズが残っていますが、DC-DC昇圧式電源なので完全に除くことは難しいです。*6効果は明かで録音ノイズが減り、電源電圧の変動に対しても安定になりました。

注目すべきはLINE OUTは出力開放時のノイズレベルです。可聴域外ノイズとはいえ、もとの状態ではアンプや再生音に悪影響があることは明かです。改善後はかなりまともになっています（DC-DCなので完全にノイズを消すのは困難です）。

コンデンサやオペアンプを載せ替えてる暇があったらまずここを直しましょうね。

追記、表面実装へのDIPの載せ方

表面実装パターンへのラジアルリードコンデンサの載せ方です。当たり前ですが、本来ならこういう部品の載せ方はすべきではありません（注意：この画像は他の基板を使っています）。

1	2	3	4

1. 載せたい場所です。
2. まずハンダを盛ります。
3. コンデンサの足を曲げます。隣のパターンや２本の足が接さないように十分に注意します。
4. 盛ってあるハンダに手早く付けます。隣のパターンなどと接しないように充分に注意します。

本来ハンダに機械的強度を期待してはいけないのですが、ハンダを十分に盛らなかったり、コンデンサの足がハンダに埋もれるぐらいに付いていないと、機械的強度不足により外れたりして最悪の場合故障の原因となります。しっかり付いていた場合、部品に無理な力がかかるとパターンごと剥がれるなどの故障の原因となります。当方は一切責任は取れません、あしからず。

不安な方は無理をせず、素直にチップタンタルやチップセラミックの10uF程度を付けましょう。

誰か問い合わせたらしい

某所の情報によると

> 一部のインターネット情報に、ご指摘のような誤解をまねく記載があるようですが、

> ご存知のとおりインターネットの情報は一方的な主張に偏りがちな場合があります。

>

> 音質に関する部分は最も重要な企業秘密になりますので詳細は公表できかねますが、

> 弊社といたしましては、正常な仕様であると確信いたしております。

価格.com - ONKYO SE-U55SX(W) のクチコミ掲示板

だそうです。当方購入のU55SXはこれが原因で録音時(LINE-IN)にブチブチノイズが乗って使い物にならなかったのですがそれも正常な仕様なんでしょう。

※それを正常な仕様と言い張る会社の製品を誰が買うのだろうか……。

• 本体
• ノイズの観測
• 余談
• 謎のスイッチ

本体

• オペアンプはほぼすべて NE5532A (DIP/SOP) です。
• オペアンプの電源は +8V/-7.5V（内部DC-DC） です。
• ヘッドホンアウトは LINE OUT の信号がそのままボリュームへ流れています。
• その他の黒い電解コンは１箇所除き、デジタル部もすべて「TK製AUDIOコンデンサ」です。（"TK"と"AUDIO"のみ刻印されています。詳細不明）
• 茶色い奴はフィルムコンです。ポリプロピレンフィルムだと思いますが詳細不明。
• 水晶発振器は２つ。24.576MHz（DAC用?/256分周で96kHz）と11.289MHz（DAC/DSDクロック）です。
• デジタル回路に使うOS-CONをSP型（OFCリード）にする必要はあったのでしょうか（謎）。*1
• ヘッドホンアンプ（１倍バッファ）の NJM3414A 出力電流は大きく取れますがあまり性能はよくありません。単電源で使用しているため、出力までにカップリングコン(TK)を２つ経由します（バイパス不可）。ヘッドホンアンプはあくまでおまけなのでしょう。*2
• LINE OUTのオペアンプは、なぜかDIPてす。回路実装を考えたら意味は全くないので、載せ変えを考えたはからいにしか思えない。
• 今時めずらしく、表面実装電解コンが１つもありません。
• この音響用カーボン抵抗（リード）はなんでしょう？

出力カップリングコンのSILMIC IIを外そう（ジャンパしよう）と思っていたのですが、その前段に20mV以上のDCオフセットが漏れているため諦めました。

ノイズの観測

アダプタ電源	DAC電源(3.3V)	DAC電源(5V)	LINE OUT

アダプタの観測。重さからスイッチング電源であることは明かでしたが、オシロで観測するとスイッチングノイズで出ています。スイッチング速度は40kHzです。消費電流は常時 620mA 程度でした。

DACのデジタル部(+3.3V)電源はかなりノイズ混じりですが、この部分にノイズがあってもなくても音質にはさして意味はありません。アナログ部電源(+5V)はTKのコンデンサ(470uF 10V)ですが、かなり綺麗です。ここを低ESRコンデンサに変えるとよりノイズが減ると予想されます。

出力は1kΩ終端時のものです。かなり大きなノイズが漏れています。これでどうやったらSN 115dBなのか疑問に思うかもしれませんが、これらのノイズは可聴域外なので、聞こえないし測定しても出てこないということでしょう。まだ謎のVLSC回路とやらを解析してないので分かりませんが、LPFが無いのかもしれません。→参照：SE-U55SXの電源と出力ノイズの謎

オペアンプ電源である+8V/-7.5VもAnalog+5Vと似たようなノイズレベルです。ただその平滑用コンデンサのパターンがOSコンやSILMIC IIと同じように作ってあるのに、TKのコンデンサが乗っているあたり謎です。載せ替えろってことでなのか（苦笑）

余談

無論保証外ですが、こんなケーブルを用意するとノートPC単体で使えます。これだけの性能の DAC/ADC がACなしでポータブルできるのはかなり魅力的です（たしか極性統一の#1だったと思います。違ったらごめんなさい）。

謎のスイッチ

分解して基板を取り外した人はすぐに気づいたと思うのですが、本体裏に謎のスイッチがあります。通常使用時はオフのようです。このスイッチはUSBマイコンのあるピンに入力されていて、スイッチの状態を観測するようになっています。

解析したところ、スイッチONのままUSBデバイスを認識させると「USB Device Update mode」になりました。使用しているUSBマイコンには、USB経由でファームウェアをアップデートする機能があり、そのためのスイッチのようです。*3

追記。こうやって使うらしい（笑）

さすがオーディオメーカーだけあって公式サイトを見ても謎が深まるばかりで仕様がまったく分かりません。仕方ないので、簡単にまとめてみました。

• 開封レポート
  • 本体
  • ＡＣアダプタ
  • 付属品
• 入出力同時使用について
• 仕様の謎
• マイク入力モードの謎

開封レポート

本体

ＡＣアダプタ

5V 1Aの中国製ACアダプタです。5Vってことは別にUSB給電でも起動できるってことですね。ニッケル水素×４本もありかも（あまり意味ない）。

どう見てもスイッチング電源です。本当にあり(ry*1

付属品

光ケーブル１本とＲＣＡケーブル（約１ｍ）が付属します。同軸デジタルのケーブルは付属しませんが……まあ要らないでしょう。光ケーブルは２本ぐらいつけてくれてもいいような気もします。

入出力同時使用について

入出力同時使用は、本体スイッチを切り替えることにより次方式を選べます。

一番下のモードではLINE入力はできない血迷ったとした思えない謎の仕様です。LINE出力とLINE入力を同時に行うことはできないので、ループバックテストはできません。

マイク入力機能自体、まったく要らないのですが。

仕様の謎

広報資料ではよく分かりませんが、幸いマニュアルを読むとスイッチやコネクタの配置など製品情報を知ることができます。

• ACアダプタを差さず、USBのみ接続しただけではUSBデバイスとして認識しない。
• ACアダプタを差すと、LINEのパススルーやヘッドホンアンプとして使えます。
• USB オーディオとして汎用ドライバで認識し使用できます。
• 本体の（アナログ）ボリュームは「LINE入力」と「ヘッドホン出力」の２つです。
• PHONE および MIC 端子は前面に付いており3.5φ（スレオミニ）ジャックです。
• LINE入力モード（LINE）とLINE出力モード（USB）はダイナミックに切り替えることができます。ソフトウェア的にはどちらのデバイスも同時に存在するように見えます。例えばLINE入力モードに切り替えると「無音のデータが再生」され、LINE出力モードに切り替えると「無音のデータが録音」されます。

マイク入力モードの謎

MICモードに設定した場合の挙動です。

• マイク入力モードとその他のモードを切り替えた際は、USBデバイスとして再認識させる必要があります（本体電源を切るか、一度USBケーブルを外せと指示がある）。
• マイク入力した信号はヘッドホン端子及びLINE OUTからミックスして出力されます。本当に要らない仕様です。訳が分かりません。
• おそらくそれが原因で、MICモードに切り替えるだけで、明らかにLINE OUT（PC再生音）の質が落ちます。
• マイク端子はモノラル入力です。
• マイク端子からは +4.6V DC が出力されています（プラグインパワー対応）。
• マイク入力はマイク専用に設計してあるようで、LINE OUTのボリュームを絞ってMIC入力に繋ぐのはかなり無理があります（音が割れたりしてうまくいきませんでした）。

ONKYO の USB地雷オーディオ製品、SE-U55SXに関する記事です。

• 発売日 平成19年11月6日
• メーカーサイト

既にプレゼントして手放しています。度重なる改造の末、友人たちには「かつてU55SXだった何か」と言われていました（笑）