Pure Digital Audio 2012年12月

ＰＣオーディオの七不思議（ＳＰＤＩＦやＩ２Ｓは実はアナログ信号だ！）

今年の締めくくりに、ＰＣオーディオに関してわかった大事なことを整理したいと思う。

（１）ＰＣオーディオはＯＳや音楽再生ソフトで音が大きく変わる。ＶｏｙａｇｅＭＰＤ、ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎなどベターではあったが、ＰＣも再生ソフトも使わないＳＤＴｒａｎｓ３８４の音がダントツ良かった。素晴らしくきれいで濁りがない音。

（２）私は、これだけ音の差が激しいと言うことは、どこかでデータエラーが起きて音楽データが失われているのだと信じていた。だが、他の方の実験報告で、ＳＰＤＩＦ上ではデータエラーは無いとの事。これには驚いた。

（３）と言うことは、データとして移動している分には失われる事はないが、音楽として再生するときに何かが失われていることになる。それはデジタル音楽信号のフォーマット上で波形的に何かが失われている以外に考えられない

ＳＰＤＩＦの波形フォーマットを見て考えた結果、ＳＰＤＩＦ信号を受けて、その波形からデータをデコードする場合、この波形が数％ブレていたとしてもなんら問題なくデコードされることに気が付いた。（もちろん受ける回路方式にもよるが）

（４）と言うことは、ＰＣオーディオで作られるＳＰＤＩＦの波形には、ＳＤＴｒａｎｓ３８４で作られるＳＰＤＩＦ波形には無い波形のブレ（私は大きなジッターと呼ぶことにした)があるはずだ。

実際、両者の波形を見ると違っているのは明らかだ。（同じ曲を再生しながら、オシロを繰り返し描画モードにして５秒ほど再生した時の波形）測定器が安いものしかないので、これだけで断定するのはどうかと思うが、差があるのは間違いないでしょう。

ＰＣ＋ foobar + HifaceEvo の波形

ＳＤＴｒａｎｓ３８４の波形

（５）私のＰＣオーディオに関する理解と疑問

ＳＰＤＩＦやＩ２Ｓなどのデジタル音楽信号はその波形がそのまま音楽再生のタイミング（クロック）になるのだから、これはもうアナログ信号であり、アナログ的な音質悪化の影響を受けると言える。伝送ケーブルなどで音が変わるのも当たり前だ。それが無いＳＤＴｒａｎｓ３８４は音が良いのが当たり前だとも言える。

世間では小さなジッターだけが話題になり、リクロックなどの手法が取りざたされているようだが、それだけではＰＣオーディオの音の悪化を説明出来ないし対処できないと思う。

今後のＰＣオーディオの課題は、いかにＰＣと無縁の音楽再生タイミングを作り出すかと、どのような傾向の大きなジッターがどのような音質悪化を生じさせているのかを解析することだと思う。

ＰＣオーディオのジッターが見える？

私の予測ではＰＣオーディオのデジタル信号の波形にはパーセント単位のジッターが乗っているはずなので、それならば波形のズレが見えるはずだ。

試しにＳＰＤＩＦの波形をオシロで見てみた。上がｆｏｏｂａｒ＋ＨｉｆａｃｅＥｖｏで、下がＳＤＴｒａｎｓ３８４。繰り返し描画で軌跡をトレースしてみた。同じ曲（MaltaのI'm a fool to want you)を再生し、５秒ほどトレース。

安いオシロなのでコレが限界だ。理想的にはフレーム単位で同期を取りディレーをかけて見る様にしたいのだが、出来ない。残念。

私には２枚目の波形がジッターが少ない様に見えるがどうだろう。

波形のズレ方に大小があるのは間違いないよね。

これだけで＂ジッターが見えた＂と断定するのも乱暴な気もするが、ちゃんとした測定器が有ればハッキリ見えそうに思える。

ハイレゾ音源について

以前からずっと思い続けているのだけれど、ＳＤＴｒａｎｓ３８４を聞いてますます思った。

　　質の悪い機器ほどハイレゾ音源が良く聞こえる　　
　　質の良い機器はＣＤ音源でも素晴らしい音が出る

は真実ではないだろうか。むやみにハイレゾ音源をありがたがるのはどうかと思う。

ＰＣオーディオのジッターについての考察の整理

ＰＣオーディオのジッターに関する考察の整理

（１）私の以前の考え

ＰＣオーディオで大きく音が悪くなるのはどこかでデータエラーが起きているからだ

ジッターというのはクロックのわずかなブレでわずかに音が濁る程度だろう

Ｄ／Ａやアナログ部での音の悪化が大きいのだろう

（２）私の今の考え

Ｄ／Ａやアナログ部より、デジタル部分での音の悪化が大きい。

他の方の実験報告によれば、ＳＰＤＩＦ上ではデータエラーは起きていないそうだ。（これはびっくり）

ＳＰＤＩＦ上でサンプリングされたデータにエラーが無くても、ジッターは％レベルの大きなジッターが起きている可能性がある。だからＰＣオーディオの音が大きく悪化する場合が有るのだろう。

ファイルとしてデータ移動してエラーが無くても、音楽信号としてタイミングのズレがあれば音が悪くなるのは当前。音楽再生のタイミングも含めて考えないと、ビットパーフェクトと言う考え方には意味が無い。

Ｉ２Ｓ上でデータエラーが有るのか無いのかは不明。だが、クロックでサンプリングしたデータにエラーが無くてもクロックに大きなジッターが有れば、それは音楽的にはエラーと同じだ。ビットパーフェクトではなく、”データ＆タイミングパーフェクト”でないといけない

もしＤ／Ａチップの中でクロックとデータを厳密に測定すれば元の音楽データとは異なっているはずだ。（誰も測った事は無い筈だ）そうでなければ音が悪くなるはずが無い。

ジッターにも大きなジッターと小さなジッターが有り、ＰＣオーディオでの大きな音の悪化は大きなジッターに起因すると考えられる

大きなジッターはＰＣの再生ソフトウェアや再生回路による音楽データ送出タイミングの不安定さに起因すると考えられる

小さなジッターは、クロックの原発振のスペクトルの汚さや、ロジック回路の電源の不安定さによる閾値の変動などによりデジタル信号がジッターを起こす事に起因すると考えられる。そしてこのジッターはロジック回路の段数が多ければ多いほど連鎖的に増大する。

このジッター増大の連鎖を捨て去るためには、デジタル音楽再生装置はメモリーに蓄えられた音楽データを読み出してからＤ／Ａチップに送るまでのロジックの段数を極力少なくする必要がある。また、クロックの質にこだわり、電源を極力安定化する必要もある。だがこれらは今のＰＣオーディオでは絶望的（ＰＣを使い、ＵＳＢで繋がっている限り絶望的）だ。それを防ぐにはＰＣオーディオのＤＤＣ回路にはバッファーメモリが必須だ。

大きなジッターは、驚くほどさまざまで甚大な音の悪化を招く（低域の量感不足、低域の歯切れの悪さ、音場の広がり不足、音の深み不足、楽器の立体感不足など）

小さなジッターは音を濁す（特に高音）

ＥＳ９０１８（Ｄ／Ａチップ）は内部ＰＬＬでクロックを生成しているから音が良いのだろう（それでも大きなジッターには対処しきれないはずだ）

音の良さ：　Foobar << Winamp < VoyageMPD < PlayPcmWin << SDTrans384

SDTrans384 は、メモリーから単純にデータを読み出す方式で、回路もシンプルでロジックの段数が少なく、クロックも良い発振器を使っているのでジッターが最小レベルになっているのだろう。Ｉ２ＳとＳＰＤＩＦのクオリティーの差が少ない。

ＳＤＴｒａｎｓ３８４＋ＷＺ－ＤＭ３５も音がすごく良い

ＳＤＴｒａｎｓ３８４と組み合わせるとＷＺ－ＤＭ３５も音がすごく良くなった。

ＤＡＣ９０１８Ｓに比べると一歩譲るが、それに次ぐレベルの音になった。高音のきれいさ、濁りのなさはＤＡＣ９０１８Ｓ並だ。４８ＫＨｚでリサンプリングして入力するので不利な面もあるのだけれど、それでも今まで聞いた中では最高の音がＷＺ－ＤＭ３５から出ている。これも驚きだ。

この結果から考えると、

（１）Ｄ／Ｄコンバーター（トランスポート）の質の影響がすごく大きい
（２）ＳＤＴｒａｎｓ３８４のＩ２ＳとＳＰＤＩＦはクオリティーの差が少ない
（３）Ｄ／Ａコンバーターの性能で重要なのは、デジタル信号のジッターを抑え込む力
（４）ＤＡＣ９０１８Ｓはジッターの多いデジタル信号からも良い音を出せるのがすごい

ＳＤＴｒａｎｓ３８４：良い点、良くない点（ＳＰＤＩＦからＡＥＳ／ＥＢＵには繋げた)

ＳＤＴｒａｎｓ３８４は音は素晴らしい。他と比較する気も起きないくらい違う。だが、操作性は実験装置と言う感じだ。

良い点を挙げると

（１）音のピューアーさ、濁りの無さがＰＣオーディオと比較にならない。
（２）ＰＣの電源を入れなくても音がすぐに出るのは便利だ。
（３）メディアがＳＤカードなのでＣＤプレーヤーよりはよっぽど扱いやすい。

良くない点を挙げると

（１）いかんせんＳＤＴｒａｎｓ３８４の操作性は超シンプルで、ＰＣオーディオと比べると使い勝手が良いとはいえない。最低限の操作のみ。
（２）音楽ファイルをいちいちＳＤカードにコピーして挿し直さないといけないのもメンドクサイ。
（３）リモコンが欲しい
（４）さらに困っちゃったのはスピーカープロセッサ（ＷＺ－ＤＭ３５）が４８ＫＨｚのＡＥＳ／ＥＢＵしか受け付けてくれないので、それに繋いで音を出すには音楽ファイルを４８ＫＨｚに変更しないといけない。とりあえずＳｏｕｎｄＥｎｇｉｎｅＦｒｅｅで変換して音は出たけど、とにかくめんどくさいなー。。。ましてや全曲を変換するには莫大な時間がかかるなー。。。何か良い変換ソフトは無いだろうか？

ＳＰＤＩＦとＡＥＳ／ＥＢＵはコネクタ変換してそのまま繋げば音が出るのは確認できたので、ＳＤＴｒａｎｓ３８４とスピーカープロセッサ（ＷＺ－ＤＭ３５）は無事に繋がったが、やっぱり、ＰＣから音楽ファイルのコピーとリモコンくらいは出来て欲しいなー。。。

贅沢な悩みだが、ＤＢＸ４８００が欲しい。。。オークションでもほとんど出ないんだよねー。。。

トランスポート対決：ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎ　ｖｓ　ＳＤＴｒａｎｓ３８４

ＳＤＴｒａｎｓ３８４が出張から帰ってきたので、ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎの音と比較してみた。
使ったソースは主に下の二つ。

比較対象は、

Ｗｉｎ７のＰＣ＋ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎ＋ＨｉｆａｃｅＥｖｏ＋ＤＡＣ９０１８ＳとＳＤＴｒａｎｓ３８４＋ＤＡＣ９０１８Ｓ

結果は、ＳＤＴｒａｎｓ３８４の音が圧倒的に澄んだきれいな音だった。Just a little loving のドラムのリムをたたく音がカツーンと言う音以外の余計な音がしない。Malta のI'm a fool to want you の後半のシンバルの音も余計な音がせず、ツーンと言う音だしピアノの音も澄んでいる。ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎもＰＣオーディオの音としては最高レベルだと思うが、楽器の音の周りにいろいろな音がまとわり付いているのがどの曲を聴いてもすぐにわかる。

ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎは恐らく大きなジッター（ソフトウェアによるジッター）の問題はクリアできているのではないかと思うが、小さなジッター（クロックの精度の悪さやデジタルの閾値のブレによるジッター）が乗って高音が濁っているように感じる。この差はすごく大きい。

小さなジッターは、音データをバッファーメモリーからシンプルな回路構成（デジタルの閾値のブレによるジッターの蓄積が少ない）と高精度なクロックで安定的に読み出してＩ２ＳでＤＡＣチップに渡すようにしない限り無くならないのではないかと思う。（ここで言う高精度なクロックと言うのはスペクトルの裾野がきれいと言う意味で、周波数が正しいと言う意味ではない。誤解の無い様に。）

ＤＤＣにバッファーメモリーの無いＰＣオーディオではこれ以上の音を出すのは難しいのではないかと感じている。

さて、次はスピーカーを良い音で鳴らすために、ＳＤＴｒａｎｓ３８４をスピーカープロセッサ（ＷＺ－ＤＭ３５）に繋いで、どこまで良い音が出せるかを追求してみようと思う。

ジッターについての考察

ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎを聞いて思ったのだが、これほどＰＣオーディオのデジタル部分のソフトウェアで音が変わると言うのも驚きだし、かつＳＰＤＩＦ上でサンプリングするとデータエラーが無いという報告が本当なら、すべてのこれらの音の差はＤ／Ａコンバーターチップに入力されるＩ２Ｓのビットクロックの質に起因すると言うことが出来る。

これは広い意味ではジッターの一種であるが、私が受けるジッターのイメージは、ppm単位でのクロックのズレであると思っていた。しかし、下図に書いたような音の悪さはそのような小さなジッターではなくもっと大きな単位のジッターが有る事が原因だと考えられる。ＳＰＤＩＦ上では恐らく１０％程度のクロックのズレがあってもエラーにはならないと考えられるから、数パーセント程度のズレが起きているのではないだろうか。しかもズレ方にも個性があるであろうから、下図のような音質の差になるのではないだろうか。

音質上で考えるなら、数パーセントのビットクロックのズレならこれはもうデータエラーの仲間だと言っても過言では無いと思う。”時間的なデータエラー”と言っても良いのかもしれない。サンプリングしてエラーにならなければビットパーフェクトと言う考え方はおかしい。

ファイルとしてこっちからあっちへデータを送るだけならこれはエラーにはならないからビットパーフェクトだ。だが、このズレのあるビットクロックを音楽再生の基本タイミングとして使うなら、これはエラーと言わざるを得ない。ジッターなんていう可愛い物ではない。

この大きなジッターが実際に有るのか、有るならどこで乗ってくるのかを今後見つける必要があると思う。

トランスポート対決（その２）

エージングが一日たったので、ＰｌａｙＰｃｍＷｉｎの音を本格的に聞いてみた。

やはり１日でかなり良くなった。ＶｏｙａｇｅＭＰＤ（シンさんバージョン＋ＸＭＯＳ評価基板)より上だ。ＨｉＦａｃｅＥｖｏからこんなに上質な音が出たのは初めてだ。（うれしい！）低域の量感も歯切れ良さも十分で、スッキリした音調で癖がない。これを聞いてからＶｏｙａｇｅＭＰＤを聞くと、少しモタついて何かに引っ張られた感じに聞こえる。音の伸びやかさも素晴らしいし、中域の緻密さもかなりのものだ。あえて難点を探せば、高域のキレイさがもう一歩だね。

ＰＣオーディオで聞いた音ではダントツ良い。Ｆｉｄｅｌｉｚｅｒは入れていないが、それでもダントツだ。ＷＩＮ７でもＦｉｄｅｌｉｚｅｒが効くのかな？もし効くならさらに良くなったらかなりすごい。

しかも面白かったのは、ノートＰＣをバッテリー駆動にすると明らかに音がよりきれいで緻密な音になる。この経験も初めてだった。

だが、SDTrans384にはまだ敵わないと思う（特に音の緻密さが違うと思う）が、今SDTrans384は出張中なので、詳しくは彼が帰宅してから再度聞き比べよう。

PlayPcmWin

ぼんさんお勧めのPlayPcmWin を聞きはじめた。小さなノートＰＣ＋ＷＩＮ７で HifaceEvo（I2S）+ DAC9018S を動かしている。しばらく使っていないノートPCだったので、アップデートに手間取ってしまった。

操作性は良くないと評判のようだが、私はシンプルなところが気に入った。Explorerからドラッグアンドドロップでファイルを持ってこれるところも良い。実験装置的だが設計者のポリシーを感じる。楽曲をすべてRAM上に展開してから再生すると言うのも割り切っていて良い。音を良くする為には鳴り出すまで少し時間をかけても構わないという割り切りが気に入った。

音もなかなか良さげだが、いつもの様に最低一晩鳴らしてから評価しよう。VoyageMPDとの比較だね。

トランスポート対決（その後）

今日もいろいろ聞いて確かめてみたが、上図で正しいと思う。さらに判ったのは、ソフトの組み合わせの相性が結構ある。

（１）foobar は、fidelizer を入れても効果がほとんどない。
（２）AIMP は、Fidelizer　が素直に効くが、ASIOは入れないほうが良い。
（３）Winamp は、ASIO　も入れてFidelizer も入れると一番良い。

などなど。うーんむずかしいねー。。。。こういうことから考えて、PCはオーディオ以外の仕事が多くてやっぱりプラットフォーム（トランスポート）には向かないんだよね。SDTrans384のようなピュアなトランスポートでないと結局駄目なんでしょう。それか、DAチップの直前でメモリーバッファでも入れて完全にデータの読み出しに遅れが無い様にしないと。。。

最近いろいろとトランスポートが変わったので聞き較べをしてみた。

SDTrans384 が圧倒的に良い。

AIMP3とFidelizerを使えば、PCでもVoyageMPD＋Alix3D2とほぼ同じ感じの音が出せるようになってきた。これは大進歩だ。WinampもASIO＋Fidelizer ならかなり良い感じである事が判った。ALIXが少しリードだが、あとの２つはほとんど差がない。

foobarはASIOとFidelizerを使ってもかなり音質が悪い。どこか根本的なところで悪くなっているような感じだ。

もう一息頑張って、PCでもSDTrans384並みの音が出せたらよいのだが、無理かなー。その差は大きい。

再生ソフト：ＡＩＭＰ３はかなり良いぞ。

大発見！！ＡＩＭＰ３はいける。今朝スピーカーでも聞いてみたが、実にみずみずしい良い音だ。

このソフトはロシア製だそうで怪しく思ったが、素晴らしく予想を裏切る完成度の高さだ。びっくり。これとFidelizerを使うとかなり良い。音の安定感が良い（大きな音がしたときに小さな音が揺らがない）し、低音の量感と歯切れ良さも良いし、中音もみずみずしいし、高音のきれいさもピカイチだ。SDTrans384 ほどではないが、今まで聞いたPCオーディオの音では最高だ。

　　AIMP v3.20 Build 1163

（右上の方の＂ＥＮ＂をクリックして英語でみてください。）

Pure Audio 用にはあまり話題になっていないようだけれど、実は最高に素晴らしかった。HiFaceEvoとの相性も良く、リサンプリングも出来るし、スピーカープロセッサとの相性も良い。いままでWinamp をずっと使っていたが初めてそれを超える再生ソフトに出会った。しかも段違いに良い。

デフォルトのスキンは操作性はまったくだめだったが、スキンを変えたら操作性もまあまあになった。Winampのプラグインも使えるようだし、プレイリストもいろいろ切り替えられたりかなり機能豊富。我が家でスピーカーを鳴らす時のプレーヤーには今のところこれが最高だ。

スピーカープロセッサ：WZ-DM35の音もまだまだ改善できることも発見。HiFaceEvo を最高に活かしてくれる。うれしい！しばらくこれをいじくりまわして楽しめそうだ。

PCオーディオで起きている事？

SDTrans384の音を聞いてからPCオーディオの音を聞く気がしなくなってしまった。。。（Fidelizer使えばかなり良くはなるけどね。あと２歩って感じかな。。。）困ったものだ。

きっとPCオーディオでは下記のようなことが起きているのではないか。

PCの言い分：
俺はさー、オーディオの仕事だけじゃやなくてさー、ネットの仕事やビデオの仕事もしなくちゃならねーんだよ。だからさー、たまにデータが遅れるのは仕方ねーんだよ。許してくれよな。

DDCの言い分：
私はね律儀な性格なんでね、オーディオのためにデータやクロックをなるべくキッチリ送りたいんですよ。でもね我慢にも限界ってものがあるからね、元ネタが悪過ぎたらどうしようもないんですよ。たまにデータやクロックが乱れても許してくださいね。少しくらいタイミングが乱れたってどうせSPDIFではエラーにならないから問題ないでしょう？受け取る側で責任もってきちんと再生してくださいね。よろしく頼みますよ。

DAIの言い分
SPDIFの信号はさーエラーが無くていつも正確だって聞いてるよ。すごいよねー。だから僕はそれに従って働けばよいんだよね。しかも自分のクロックでリクロックしてるからね、多少のジッターについては僕が吸収することが出来るよ。偉いでしょう！褒めて褒めて！

DACの言い分：
拙者はデータが正確でクロックが正確なタイミングで来る事を前提に設計されているでござる。よって少しでもデータとクロックに問題があればそのとうりの音を再生するでござる。それが拙者の仕事でござる。

きちんとシステム設計されているのかなー？？

ジッターによる音の劣化についての考察

ＰＣオーディオのデジタル部分による音の劣化は、およそ下記の3種かと思う。

（１）音の表明がざらつく感じ。

（２）音がぼけて、解像度が落ちる感じ。

（３）低域の量感が減る感じ。

である。

以下は私の原因予測。

（１）は小さなジッターで基本クロックの微妙なブレによるものだと思っている。

（２）と（３）は大きなジッターで、（２）はビットがずれて解像度が落ちるのではないか？（３）は解らない。。。想像もつかない。。。

私は、大きなジッターについては、ジッターが凄く大きいかまたはＤＡＣチップがＩ２Ｓで受けたデータがかなり酷いデータエラーを起こしていると思う。（ここで言うエラーとは、ＢＣＬＫでデータをサンプリングした時のエラー）

ＤＡＩがビットのズレを増長しているのではないかと思う。例えば、ＳＰＤＩＦ上では半ビットのズレだったのを１ビットずらしてしまっているとか。

ＳＰＤＩＦのデータが正しくても音が悪くなる理由

ＳＰＤＩＦの波形だが、上図の様にデータとクロックが一緒になって送られている。受けた側はこれからクロックを抽出してデータをサンプリングする。従って、プロセッサの処理が間に合わなくて１ビットの長さが変動してもデータ的にはエラーにならない。データ転送用には素晴らしい方式だが、音楽の様なリアルタイムなデータを送る時のタイミング信号としては問題だね。受けた側でデータをメモリーしてから音楽再生のタイミングは受けた側で作らないといけない。普通はそんな事してはいないから、音が悪くなるんだね。

ＳＰＤＩＦの説明は下記の素晴らしいサイトをご覧ください。

http://blog.venetor-sound.com/?eid=13

Pure Digital Audio

デジタルオーディオ、ホーンスピーカー、真空管アンプによるピュアオーディオシステム