■ラズパイの「ノイズ源」を考える

現在のRaspberry Piは第3世代、基板サイズこそ共通しているものの、仕様は第1世代と大きく異なる。SoCのコア数とクロック数、USBポートの数、コンポジットビデオ出力の有無など、挙げ出すとキリがないほどだ。ソフトウェア的にはほぼ互換性が維持されているものの、第1世代と第2／第3世代ではGPIOのピン数が異なることから、拡張ボードなど市販の周辺機器の多くは第2世代以降がターゲットとなっている。オーディオ用途に関していうと、ほとんどのユーザが第2世代以降を利用していると考えていいだろう。

しかし、オーディオ的な目線でいうと、第1世代には捨てがたいメリットがある。ボード上の「電源」だ。

第2／第3世代では、直流電源の安定化手法として「スイッチングレギュレータ」を採用している。この方式では、電圧を高速にオン／オフ（スイッチング）することで出力を安定化させるのだが、電力変換効率に優れる反面、ノイズが乗りやすい。本連載でも何度か触れているが、このレギュレータ（PAM2306）の存在はRaspberry Piで音質を追求する時にネックとなる。

一方、第1世代では「リニアレギュレータ」を採用している。効率面ではスイッチングレギュレータに見劣りするが、スイッチング動作がないためリップルノイズが発生しないというオーディオ向きの特性を持つ。第2世代以降では、できるだけ電力消費量を抑えるためスイッチングレギュレータに変更したのだろうが、残念なところだ。

ノイズ源といえば、第3世代以降で標準装備となったワイヤレスチップ（Wi-Fi／Bluetooth）も指摘しておきたい。ソフトウェア的に無効化することが可能なため、半田ごてを使って除去／交換するしかないスイッチングレギュレータと比べると、対策は難しくないがせっかくの便利機能が使えなくなる。そこを納得した上で、ネットワークは有線LAN（Ethernet）またはUSBデバイス型のWi-Fiアダプタを利用しよう。

【歴代Raspberry Pi主要スペックの変遷】

比較項目	第1世代（B+）	第2世代	第3世代
SoC	BCM2835	BCM2836	BCM2837
基本命令セット	ARMv6（32bit）	ARMv7（32bit）	ARMv8（64/32bit）
コア数	1	4	4
クロック	700MHz	900MHz	1.2GHz
メモリ	512MB	1GB	1GB
USBポート	2基	4基	4基
GPIOピン数	34（13×2／4×2）	40（20×2）	40（20×2）

ノイズ対策だが、「遮へいする」あるいは「経路を変える」方法が考えられる。電流に伴い生じる電磁波は、特にSoCなど高集積回路から発せられるが、これは金属製シャーシによってある程度遮へいできる。

筆者プロデュースのアルミ削り出しケース「AVIOT CASE 01」は、まさにその効果を期待したもので、Raspberry Piと拡張ボードの間へ挟み込むように装着する銅製シールドにより、さらに上を狙っている。出荷直前（度々遅れて申し訳ない…）のDACボード「AVIOT DAC 01」が自前の電源入力端子を持ち、3.3VをGPIO経由でRaspberry Piへ供給する構造にしたのは、リニアレギュレータ（TI LM317など）によりノイズ抑制を意図したもので、後者の“経路を変える”に該当する。

そしてもう一つ、「除去する」方法がある。「USBパワーコンディショナー」を背面のUSBポートへ挿すのだ。そこで先日発売されたばかりの「Panasonic SH-UPX01」を入手し、CASE 01／DAC 01と組み合わせて試聴してみた。