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DAC とは何ですか? また、なぜ必要なのでしょうか?

DAC とは何ですか? また、なぜ必要なのでしょうか?

MP3を聴いたり、Netflixで映画を観たり、Zoom会議に参加したりしたことがあるなら、DACを使ったことがあるはずです。デジタル-アナログコンバーター(略してDAC)は、デジタルオーディオ時代の縁の下の力持ちです。スマートフォン、テレビ、サウンドバー、ワイヤレスイヤホンやヘッドホンなど、あらゆるところに搭載されており、DACがなければこれらのデバイスは完全に静音化してしまうでしょう。

しかし、DAC とは一体何なのでしょうか。どのように機能するのでしょうか。お気に入りのデバイスにはすでに DAC が搭載されているように見えるのに、なぜ専用の DAC を購入したいと思うのでしょうか。

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残念なお知らせ:これは技術的なトピックなので、時に非常にマニアックな内容になることがあります。でも、良いお知らせ:これからステップバイステップで解説し、核となる概念をしっかりと説明していきます。準備はいいですか?DACについて知っておくべきことをすべてご紹介します。

DACとは何ですか?

マザーボード上の ESS DAC チップ。
ESS Technologies社製のDACマイクロチップが回路基板にはんだ付けされている 。SMSL

名前が示すように、デジタル/アナログ コンバーターは、デジタル オーディオの 0 と 1 を取得して、すべてのスピーカーやヘッドフォンが可聴音を出すために必要な電気インパルスに変換する専用のマイクロチップ ベースのトランスレーターです。

DAC は非常に洗練されていますが、100 年以上もの歴史を持つオーディオ技術の最新バージョンにすぎません。

レコードは、音波をビニールの微細な溝に記録します。ターンテーブルの針(スタイラス)がこれらの溝を通過すると、針が振動し、微小な電気信号が生成されます。この電気信号がアンプとスピーカーを通過すると、音として聞こえます。

オーディオ カセット テープを再生すると、テープは再生ヘッドの表面上を移動し、再生ヘッドはテープ表面のさまざまな磁気電荷を読み取り、スピーカーに適した信号に再度変換して、増幅するだけで済みます。

過度に単純化されているかもしれませんが、DAC はターンテーブルのスタイラスに相当するデジタル オーディオ機器と考えることができます。

DACってマイクロチップのことですか?なぜチップを買う必要があるんですか?

はい、0と1をアナログ信号に変換する実際の作業はチップが行います。そして、オーディオ製品のデザイナーやエンジニアでもない限り、DACチップだけを購入する人はいないでしょう。車の残りの部分がない内燃機関のように、DACチップはあまり役に立ちません。

DAC の購入について話すとき、私たちは、すでに独自の DAC を内蔵しているすべての製品 (冒頭で言及したスマートフォン、テレビ、ワイヤレス ヘッドホン) で得られるものよりも優れたオーディオ品質を提供するように設計された専用機器について言及しています。

これらの専用デバイスには、さまざまな形、サイズ、価格のものがあります (その多くについては後ほど説明します)。しかし、それらはすべて DAC チップをコア技術として構築されているため、デバイス全体を DAC と呼ぶことがよくあります。

DAC が必要な人は誰ですか?

有線ヘッドフォン付きのWiim Ultra。
Wiim Ultraは、DACとヘッドホンアンプを内蔵したネットワークミュージックストリーマーです。Simon Cohen / Digital Trends

正直なところ、 DACを必要とする人はほとんどいません。ほとんどの人にとって、毎日使っているデバイスに既に内蔵されているDACで、高品質なオーディオを聴くのに十分すぎるほどです。

ノートパソコンをお持ちの場合、内蔵DACはノートパソコンのスピーカーから出る音には十分です。ヘッドフォンジャックがあれば、内蔵DACを使って有線ヘッドフォンで聴くこともできます。ノートパソコンと音源によっては、非常に良い音質になることもあります。テレビ、ステレオに接続したCDプレーヤー、お気に入りのBluetoothスピーカーでも同様です。

これも非常に重要です。どんなに優れたDACでも、質の低いヘッドホンやイヤホンの音質を大幅に向上させることはできません。専用DACによる違いを実感するには、高品質なヘッドホンやスピーカーが必要です。

したがって、DACは、良い音質以上のものを求める人、あるいは特定のフォーマット互換性を求める人のためのものです。こうした人たちはしばしばオーディオマニアと呼ばれますが、その言葉には、非常に複雑なオーディオシステムに何千ドルも費やす人々を連想させます。より正確には、DACは、投資額に関わらず、オーディオ体験を可能な限り最高のものにしたい人のためのものだと言えるでしょう。

以下に、DAC を購入する価値があるシナリオの例をいくつか示します。

  • Qobuzストリーミングサービスなどのハイレゾデジタルオーディオソースにアクセスできるものの、ノートパソコンやスマートフォンの内蔵DACでは、そのオーディオをネイティブのサンプルレート(例:192kHz)で処理できません。代わりに、オーディオは低いレートにリサンプリングされるため、音質に悪影響を与える可能性があります。
  • MQAやDSDといった、通常のDACではネイティブデコードできない特殊なフォーマットのデジタルオーディオにアクセスできます。オーディオフォーマットについては後ほど詳しく説明します。
  • 最近、アンプ/スピーカー/ヘッドフォンをアップグレードしたのですが、古いレシーバーやその他の機器に内蔵されている DAC がオーディオ品質チェーンの最も弱いリンクになっているのではないかと考えています。
  • iPhone をお持ちで、ロスレス オーディオを最高音質で聞きたい場合。

最後の1つに頭を悩ませていますか?iPhone 7以降のすべてのiPhoneには悪名高いヘッドホンジャックがないため、iPhoneユーザーには2つの選択肢しかありませんでした。ワイヤレスイヤホンまたはヘッドホンを購入するか、Lightning(またはUSB-C)- 3.5mmアダプタを購入して有線で聴くかです。

BluetoothイヤホンやヘッドホンをiPhoneで使用すると、iPhoneのBluetoothコーデックのサポートが限られているため、常に「ロスレス」な音声になります。そのため、純粋なロスレス音声を聞く唯一の方法は、アダプターを介して有線ヘッドホンに接続することです。9ドルのドングル型から数百ドルするものまで、あらゆるアダプターにはDACが内蔵されています。

ちょっと待ってください、DAC は常に有線接続されるということですか?

Ifi Go Link ヘッドフォン アンプ/DAC を iPhone 14 と Sennheiser HD 560S に接続 - MQA 再生を示すマゼンタの LED 付き。
サイモン・コーエン / デジタル・トレンド

はい。DACの性能を最大限に引き出すには、少なくとも有線出力が必要です。そうすれば、ヘッドフォンやハイファイ機器などに直接接続できます。DACが役割を果たした後は、アナログオーディオ信号を扱うことになります。その信号をワイヤレスで他のデバイスに送信するには、まずデジタルに戻す必要があります。これでは、専用のDACを購入する意味が全くありません。一度アナログに慣れてしまったら、アナログのままでいたいものです。

DACの入力はより柔軟です。Wiim Ultraのように、DACの中には独自の音楽ストリーミング機能を内蔵しているものもあります。この場合、DACはWi-FiやBluetooth経由でデジタルオーディオを受信できます。

しかし、より一般的なDACのシナリオでは、有線入力と有線出力の両方を使用します。入力としては、CDプレーヤーからの光デジタル接続、ブルーレイプレーヤーやテレビからのHDMI接続、スマートフォン、ノートパソコン、デスクトップPC、タブレットからのUSB接続などが挙げられます。これらの有線入力に共通するのは、すべてデジタルであるということです。アナログ入力を備えたDACを見かけたら、それはそのデバイスがADC(アナログ-デジタルコンバーター)も搭載していることを意味しますが、この話題については別の記事で取り上げます。

DAC とオーディオ形式について知っておくべきことは何ですか?

ヘッドフォン用の Ifi Go Bar DAC/アンプ ドングル。
Ifi Go Barは、幅広いLPCMサンプルレートに加え、MQAとDSDをネイティブサポートしています。Simon Cohen / Digital Trends

デジタルオーディオには様々な種類があります。MP3、AAC、WAV、FLAC、ALAC…などなど。DACはそれら全てに対応している必要があると考えたくなりますが、実際はもっとシンプルです。

ほとんどの DAC は、LPCM という 1 種類の形式のみを処理できます。

LPCMは線形パルス符号変調(Linear Pulse-Code Modulation)の略で、ほぼすべてのデジタルオーディオの基盤となっています。オーディオCDに使用されている非圧縮フォーマットです。再生しようとしている音楽がロスレスMP3でも、Spotifyからのストリーミングでも、FLACにリッピングしたCDでも、Apple MusicのロスレスALACでも、すべてDACに到達する前にLPCMに変換されます。

つまり、DACがこれらのフォーマットを理解する必要はありませんが、選択した音楽アプリはそれらをLPCMに変換するために理解する必要があります。例えば、iTunesはFLACを理解できません。iTunesでFLACファイルを再生しようとしても、うまくいきません。これはDACがFLACを理解できないからではなく(FLACを理解できるDACはありません)、iTunesがFLACをLPCMに変換できないからです。

ただし、最高の品質で聞きたい場合、DAC で直接処理する必要がある他の 2 つのデジタル オーディオ形式、DSD と MQA があります。

DSDはスーパーオーディオCDで使用されているハイレゾオーディオフォーマットで、多くのデジタル音楽ファンが最高のフォーマットだと考えています。DSDをLPCMに変換するソフトウェアはありますが、DSD愛好家にとっては大きな問題です。これらのファイルをネイティブ再生するには、DACがDSDに対応している必要があります。

MQAはDSDと同様に、ソフトウェアだけで再生可能です。しかし、MQAにはフォールドと呼ばれる複数のレイヤーがあり、ソフトウェアで処理してLPCMに変換できるのは最初のフォールドのみです。MQAストリームを完全に展開するには、それに対応したDACが必要です。

Tidalが最高音質ストリーミングの専用フォーマットとしてMQAを使用していたため、MQA対応DACの需要は長年にわたり高まっていました。しかし、Tidalはその後、ロスレス音楽カタログ全体をFLACに切り替え、他のストリーミングサービスはMQAをサポートしていません。

Lenbrook は、HDtracks と共同で MQA を提供する新しいストリーミング サービスを開始すると発表しましたが、現時点では MQA 対応の DAC を探す理由はほとんどありません。

ビットとサンプル

iPhone の Apple Music でロスレス オーディオで再生されている曲。
サイモン・コーエン / デジタル・トレンド

では、DSD または MQA ファイルを再生するつもりがないのであれば、どの DAC でも問題ないのでしょうか?

もう一度言いますが、最高のオーディオ品質を得ることにどれだけ真剣に取り組むかが重要です。

LPCMには、ビット深度とサンプルレートという2つの主な特性があります。CD品質を「16ビット/44.1kHz」と表現している記事を見たことがあれば、それは標準的なCDのLPCMオーディオに使用されているビット深度(16ビット)とサンプルレート(44.1kHz)だからです。

ビット深度とサンプルレートについて詳しく知りたい方は、ハイレゾオーディオに関する便利なガイドをご用意しています。きっと疑問にお答えできるはずです。ここで知っておく必要があるのは、LPCMは32ビット/768kHzまで、より高い(あるいはより低い)ビット深度とサンプルレートで存在できるということです。

一般的なDACは、多くの場合、重要な要件を満たしていません。つまり、一部のハイレゾオーディオのビット深度とサンプルレートに対応できないのです。この場合、何も聞こえない(ストリームが再生されない)か、リサンプリングされたアナログオーディオが再生されます。純粋主義者であれば、リサンプリングは避けるべきです。

内蔵DACの中には、最大24/48まで対応できるものもあれば、24/96まで対応できるものもあります。24/96は優れた解像度レベルとされていますが、Apple Music、Tidal、Qobuz、Amazon Musicなど、24/192で配信されているハイレゾトラックやアルバムも数多く存在します。これらのトラックを忠実度を損なうことなく再生するには、ネイティブ処理が可能なDACを選ぶ必要があります。

DSDは少し異なります。ビット深度は常に同じ(1ビット)ですが、サンプルレートはCD品質の64倍(DSD64)から、なんと1024倍(DSD1024)まで変化します。DSD1024は非常にまれで、一般的なDSDファイルはDSD64、DSD128、DSD256です。しかし、DSDトラックのリサンプリングを避けるには、DACが再生したいDSDサンプルレートをネイティブでサポートしている必要があります。

フォーマットを超えて

希望するフォーマット、ビット深度、サンプルレートをサポートする DAC を入手することは重要ですが、実際のオーディオ品質の観点からは、それは単なる出発点にすぎません。

DAC の設計と製造方法は、聞こえる音に大きな影響を与える可能性があります。そのため、DAC のブランド、モデル、スタイル、(そして価格) は非常に多岐にわたります。

ノイズ、歪み、ジッターは、デジタルからアナログへの変換プロセスに伴う望ましくない副作用の一部に過ぎませんが、DAC設計者のエンジニアリング上の選択によって(程度の差はあれ)軽減することができます。DACが主にインイヤーモニター(IEM)やヘッドフォンの駆動を目的として設計されている場合は、増幅出力、インピーダンス整合、バランス出力の有無など、更なる考慮事項が必要になります。

これらの点のどれか一つだけでも、記事一冊分に相当するほどです。これらを気にする必要があるかどうかは、あなたのリスニング機器と、DACの違いを聞き分けられるかどうかという自信次第です。

DACの選択

DAC にはさまざまな形、サイズ、価格のものがあるので、適切な DAC を選ぶには、予算と音楽の聴き方(または聴きたい方法)を組み合わせることが重要です。

DAC/アンプドングルで小さく始める

ポータブル ヘッドフォン アンプ/DAC 5 台のコレクション。
ドングル型DAC/アンプ Simon Cohen / Digital Trends

DACの世界に入る最も簡単で手頃な方法は、DAC/アンプドングルを使うことです。これらの小型デバイスは、コンピューターやスマートフォン/タブレットのアドオンとしてのみ使用できるように設計されているため、ドングルと呼ばれています。例えば、Hi-Fiシステムでは使用しませんが、スマートフォンをハイレゾ対応のパワフルなデバイスに変えるのに最適です。価格は10ドルから450ドルと幅広く、期待できる機能と品質の幅広さがお分かりいただけるでしょう。

デジタルオーディオをアナログ信号に変換するだけでなく、その出力信号を増幅して有線イヤホンやヘッドホンで聴けるようにするため、DAC/アンプとも呼ばれています。ほとんどの機種は3.5mmヘッドホンジャックが1つしかありませんが、このタイプのケーブルに対応するIEM/ヘッドホン用に4.4mmバランス出力を備えたモデルが増えています。

Ifi Go Link ヘッドフォン アンプ/DAC とアダプター。
59ドルのIfi Go Linkには複数のアダプターが付属する。Simon Cohen / Digital Trends

DAC/アンプには主に2つのタイプがあります。複数の入力ケーブルやアダプターが付属するものと、1種類の入力(通常はUSB-CまたはLightningですが、USB-Aも含まれる場合があります)のみを備えたものです。複数入力のDAC/アンプは、設計の柔軟性が高いため、やや高価になる傾向がありますが、その代償として、ほぼすべてのデバイスとプラットフォームで動作します。

また、それぞれのスタイルには、様々なインジケーターLEDが搭載されている場合があります。電源と正常な動作を確認するためのLEDが1つだけのものもあれば、再生中のフォーマットやサンプルレートに応じて異なる色で点灯するLEDが1つだけのもの、さらに詳細な情報を表示するためのLEDが複数搭載されているものもあります。

これらのLEDはDAC/アンプの動作を視覚的に確認するためのもので、必須ではありません。高性能なDAC/アンプでも、電源用のLEDが1つしか付いていない、あるいはLEDが全く付いていない場合もあります。しかし、内部的には必要な動作をしています。

また、9ドルでApple Lightning - 3.5mmアダプター(技術的にはDAC/アンプ)を購入できるとしても、非常に限られた機能しか備えていないことを覚えておく必要があります。最大ビット深度/サンプルレートは24/48で、MQAやDSDには対応していません。Amazonで販売されている多くのUSB-C - 3.5mmアダプターも同様です。必ず仕様を確認し、できれば専門家のレビューも読んでください。

DAC/アンプドングルの例:

  • Amazonで購入
  • イフィ・ゴー・リンク

ポータブルDAC/アンプ

Chord Mojo 2とヘッドフォン、iPhone 13 Pro
アンディ・ボクソール/デジタルトレンド

これらは、サイズ、価格、そして多くの場合性能の面でドングルよりも優れています。これらのDACは、スマートフォンやノートパソコンよりも多くの電力を必要とするため、通常、充電式バッテリーを内蔵しています。

より多くの入力と出力(デスクトップ DAC としても非常に効果的に機能するものもあります - 以下を参照)が見つかることが期待でき、選択可能なフィルターなどの高度な機能を備えている場合もあります。

ポータブルDAC/アンプの例:

  • コードモジョ2
  • Amazonで購入

デスクトップヘッドフォンDAC/アンプ

Ifi Zen DAC 3 デスクトップ ヘッドフォン DAC/アンプ。
イフィオーディオ

DAC/アンプドングルは外出先での使用に最適ですが、自宅で音楽を聴くことが多い場合は、デスクトップDAC/アンプの方が入力と出力の両方でより豊富な選択肢を提供してくれるかもしれません。ここでも大金を費やす必要はありません。まともなデスクトップユニットは50ドル程度から購入できますが、究極のサウンドを求める人向けには5,500ドルほどのものもあります。

これらのデバイスは通常、独自の電源を必要とします (ドングルは接続された再生デバイスから電力を供給されます)。また、サイズも大きく、設置面積はトランプ一組分から Apple Mac mini のような小型コンピュータほどの大きさです。

通常、複数の有線デジタル入力(コンピューターオーディオ用のUSB-A/USB-C、CDプレーヤーなどの他のソース用の光/同軸)があり、一部のモデルではWi-Fi、AirPlay、Bluetoothなどのワイヤレスデジタル入力も備えています。しかし、デスクトップDAC/アンプが選ばれる最大の理由は、そのパワーです。これらのデバイスの内蔵アンプは、ドングルよりもはるかに大きく強力であるため、より多くの種類のIEMやヘッドフォン、特により多くの電力を必要とする高インピーダンスモデルを駆動できます。

変換されたアナログ信号を Hi-Fi コンポーネントまたはパワードスピーカーに送信できるように、少なくとも 1 つのラインレベル出力 (通常は左/右の RCA ジャックのセット) に加えて、さまざまなヘッドフォン出力を備えた製品を探してください。

デスクトップ DAC/アンプの例:

  • Amazonで購入
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専用Hi-Fi DACまたはDAC/アンプ

ケンブリッジオーディオDacMagic 200M。
ケンブリッジオーディオ

ハイファイサウンドをさらに向上させたいなら、専用のHi-Fi DACまたはDAC/アンプに勝るものはありません。CDプレーヤー、AVレシーバー、プリメインアンプ、専用アンプなど、様々な既存機器を組み合わせたコンポーネントシステムに適合するように設計されています。これらの製品の中には、ヘッドフォン出力やアンプを一切搭載していない、完全にDACのみの機能を持つものもあります。しかし、場合によっては、デスクトップDACと基本的に同じで、コンポーネントシステムとの相性を考慮したデザインと形状になっているものもあります。価格は100ドルから数千ドルまでと、幅広くなっています。

Cambridge Audio DAC入力
ケンブリッジオーディオ

デスクトップ型と同様に、様々なステレオデジタル入力(有線・無線両方)が備わっているのが一般的ですが、テレビのマルチチャンネル出力に接続するためのHDMI ARC/eARC機能を搭載したモデルもあります。モデルによっては、シンプルなRCAアナログ出力ジャックのみの場合もあれば、非常にハイエンドなダウンストリームコンポーネントに接続するためのバランスXLR出力を備えている場合もあります。

これらの DAC のいずれかをストリーミング音楽サービスで使用する予定があり、専用のネットワーク音楽ストリーマーを所有していない場合は、Wi-Fi またはイーサネット経由で DLNA、AirPlay、Google Cast をサポートするモデルを探すことを検討してください。

Hi-Fi DACの例

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Forbano
Forbano is a contributing author, focusing on sharing the latest news and deep content.