ジッター特性を実測してみました その2 PC出力のジッターは?

はじめに

前ブログではCDプレーヤーのSPDIF信号についてジッターを測定してみました。今回はパソコンとSPDIFアダプターの組み合わせについて調べてみました。

使用装置

使用したのはこのHifaceではDellのラップトップInspiron14(corei7,win10)の組み合わせです。

Hiface

測定結果

話が前後しますがオーディオアナライザーSYS-2722ではまずデジタルオシロの様に波形観測ができます。これは実際にSPDIF信号(44.1kHz)の出力波形を測定したもので44.1kHzの64倍の2.82MHzをベースに1、0の信号が出ていることがわかります。

ジッター信号のヒストグラム

この信号の本来の周期からのずれを測定したものがジッターとなります。その時間誤差の値を頻度で表示したものがこちらのヒストグラムです。

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Hifaceのジッターヒストグラム

前ブログのCDプレーヤのもの(下図)と比較するとほぼ同じ形に見えますが、実は縦軸がこちらは10%と2倍になっていますので、誤差の頻度は2倍に大きくなっています。時間の誤差(横軸)は+-1nsで、SD-9500のジッターと同程度であることがわかります。

CDプレーヤーのジッターヒストグラム

PC+Hifaceのジッターは安価なCDプレーヤーよりはよいものの、最上位機種のプレーヤーには劣っています。

ジッター信号のFFTスペクトル

こちらはHiface出力のジッターのFFTスペクトルです。その下のCDプレーヤーのジッター値と比較すると、ほぼSD-9500(ピンク)と同じであることがわかります。ただkHz帯にSD-9500では見られないピークが多数出現していてこれらがジッター値悪化の原因になっているのかもしれません。kHz帯のピークはPC由来のノイズかもしれません。

画像に alt 属性が指定されていません。ファイル名: image-16-1024x723.png
Hifaceのジッタースペクトル
CDプレーヤーのジッタースペクトル

終わりに

ということで、PC+デジタルインターフェースの組み合わせについてジッター特性を測定してみましたが、単純に機器の形態(プレーヤーかPCか)ということではなく、その機器の品質・性能に左右されているのかなと感じました。

また、再度お断りしておきますが、一般にジッター特性は機器の再生音質を左右する重要な要素ではありますが、今回の機種に関しては再生音質とジッター性能にあまり相関が無いように思います。
この辺がオーディオの奥が深いところで、常に模索する日々が続いています。

オーディオ機器のジッター特性を実測してみました 結構意外な結果が……

はじめに

DAコンバーターなどでジッターが小さいということがよく謳われていますが、実際にジッター特性を計測した例はほとんど見たことがありません。水晶発振器のカタログ上のジッター値を掲載してxxpsとか、はたまたxxフェムトsなどと言っていますが、実際のところは謎です。

オーディオプリシジョン製のオーディオアナライザーSYS-2722にはジッターの測定機能がありますので、ジッター特性を計測してみました。SYS-2722単体ではSPDIF信号のジッター解析が可能です。この測定器にはSPDIFのデジタル出力(XLR、光、同軸)とデジタル入力があり、SPDIF出力をSPDIF入力に接続すると測定系のジッターが計測できるのです。

その前に、オーディオアナライザーSYS-2722の構成について

そもそもこの測定器単体は測定だけを行っていて、その制御は別のPCで行います。windows10用の測定ソフトがダウンロードできますので、それを自分のPCにインストールして計測システムを構築します。またSYS-2722との接続には専用のインターフェースボード(GPIBボードのようなもの)をデスクトップPC内に増設するか、USB接続アダプターを使用して接続します。USBアダプターがあるとノートPCでも測定・制御が可能です。

測定系の接続としてはこれだけ

複雑な測定ではこう(ご参考)

SPDIF信号のジッター解析(測定器)

まず最初に測定系のジッター解析を調べます。 この測定器にはSPDIFのデジタル出力(XLR、光、同軸)とデジタル入力があり、SPDIF出力をSPDIF入力に接続すると測定系のジッターが計測できます。

測定した結果がこちらです。縦軸の目盛が切れていて申し訳ありません。縦軸はUI(ユニットインターバル)になっていて、サンプリング周期(sec)となります。今回48kHz(赤)と96kH(青)で測定していますので、それぞれ1UIが21usecと10usecになります。この測定ではXLRコネクタで接続しています(AESか?)。

SPDIF信号のジッタースペクトル

結果を見ると1kHz以下で周波数が低くなるにつれてなだらかに上昇していますが、1kHz以上でほぼ一定となっています。さらに2kHz以上で周期的にスペクトルの上昇がみられます。SPDIF信号に1kHzの正弦波を使用したので、その影響かもしれません。96kHz(青)が全体的に2倍になっていますが、これは縦軸の基準がUIなので、見かけ上そう見えるだけです。

いよいよCDプレーヤーのジッター特性の測定結果

次に実際CDプレーヤーでのジッター測定してみます。今度はCDプレーヤーのSPDIF信号をSYS-2722のSPDIF入力にいれて、同じ測定をしてみます。CDプレーヤーは手持ちの2台DV-600AVとSD-9500を使用しました。


測定したプレーヤ
DV-600AV簡易DVDプレーヤ


SD-9500
東芝のフラッグシップDVDプレーヤー
ついにSACD(DV-600AV)購入: 地蔵の気まぐれブログDVD-VIDEO TOSHIBA SD-9500 | Hi-Fi.ru

測定結果はこちらです。

ピンクがSD-9500、赤がDV-600AVです。測定時は音楽CDを入れて演奏しています。ピンクのSD-9500ではなんと測定系のバックグラウンドまでスペクトルが低下しているというか、それよりもいいくらいです。一方赤のDV-600AVではジッターが全体的にジッターがてんこ盛りになっていて、はっきりとした差(10倍以上)が出ました。

今回SPDIF信号のジッターを測定しているわけですが、実際にDV-600AVのSPDIF信号をDACに入れて再生しても、特に音質は悪くはないので、これをもって音質と直接の相関があるとは言い切れないのですが・・・。ただ測定結果としては興味深いと思います。DACのクロック系のジッターとSPDIF信号のジッターでは音質へのインパクトが異なるのかもしれません。

ジッター信号のヒストグラム

SYS-2722は上記のジッタースペクトル(FFT)以外にも様々な観点から観察できます。

以下は信号の時間のずれのヒストグラムになります。横軸が時間で縦軸が確率です。DV-600AVでは+-4nsec、SD-9500では+-1nsecに収まっていることがわかります。またその頻度は最大2、3%です。

ジッター信号の時間経過

こちらはジッター成分の時間経過を観測したものです。SD-9500が圧倒的にジッター成分が小さいことがわかります。この図でみるとジッター成分はほぼ周期成分に見えます。

終わりに

以上、オーディオアナライザーを使用してジッター特性を測定してみました。今後さらにいろいろなジッターを測定してみようと考えています。

今年8月コロナの急激な減少は何故?ー誰も言わないが答えは明確ー

ここは主にオーディオ関連の話題を紹介するブログですが、テレビなどのメディアがあまりに的外れなことを言っているので、今回コロナについて書かせていただきます。

今年21年夏にコロナの陽性者数が急激に減少したのを受けて、マスコミに登場する医療関係者などが、”よくはわからないがワクチンがいきわたった効果”とか、”医療現場のひっ迫を受けての一般の人の行動変容”などと言っているのをよく耳にしました。ただ、これはそういうことが原因ではないと直感的に感じていたので、少し詳しく調べてみました。

よくテレビなどで紹介される陽性者数のグラフは直線目盛りで、これを見ると第5波が大きいこと以外何もわかりません(この データは厚労省の発表している全国の陽性者数から持ってきています)。

そこで例によって対数をとってみたのがこちらです。縦軸に対数をとるというのは陽性者数そのものではなく、陽性者数の増加の割合(倍率)を見ている様なものです。そしてこのグラフの傾きが増加率になります。

グラフはクリックで拡大します

最初のリニアのグラフとは違って、コロナ陽性者数の推移・傾向がよくわかります。さらに第5波のあたりを拡大してみたのがこちらです。

じっと見つめるとある傾向があることがわかります。それは、

この様に第5波の上昇時の傾きに、急激に増加している箇所があります。第5波の特徴はこの赤の部分で示した急増で、これはこれまでのピークにはなかった現象です。いったいこの時期に何が起きていたかを示したのが次の図です。

クリックで拡大します

そうです、誰もが知っているあの一大イベント、東京2020オリンピックです。選手団は7/13頃本格的に入国しているそうで、ちょうど急増の時期に一致しています。選手は事前のPCR検査が義務付けられていたものの、待期期間が免除されていたそうで、その影響が大きかったことになります。選手団は全国へ事前合宿に向かったことでコロナ急増の原因になったと考えられます。もちろん、警備やボランティアなどの人が全国から移動し始めたこともあるでしょう。ここでもう一つ注意したいことは、ちょうど同じ時期に緊急事態宣言が東京に発令されいます。通常、緊急事態宣言で増加の傾向はかなり緩和されるのですが、その状況下で急増しているわけですから、オリンピックの影響恐るべしといったところです。

さらにオリンピックが終わると、ちょうどその時期に傾きがかくんと小さくなっています。これもコロナ急増がオリンピックの影響であることを裏付けています。

要するに、

8月後半にコロナ陽性者数が急激に減少したのではなく、オリンピックによる急激な増加が収まっただけ。

ということです。その前の急激な増加を説明する理由は東京オリンピックしかないのです。言い換えればオリンピックイベントでコロナ陽性者数が約一桁上昇し、一日数万人規模で陽性者が増加しました。もしこのイベントをやらなければ、医療崩壊も起きず、自宅療養でなくなる人もほとんどいなかったことでしょう。

ただこういった知見は後から分かるわけで、オリンピックを中止していたら、これだけ増えるということはわかりませんでしたし、なぜ中止したんだという非難だけは残るので、中止できなかったことはやむをえなかったかもしれません。ただ、オリンピックイベントでこれだけのコロナの被害が拡大し、多くの亡くなった方が出てしまったわけですから、せめてしっかりと分析して反省の材料としてほしいと思います。

また、今回感じたことはよくマスコミで医療従事者の方がコロナの現象についてコメントしていますが、彼らは医療の専門家であってデータを分析することについては専門家ではないのではないかということです。今回行った対数をとって考えるという行為は工学系出身のエンジニアであれば、だれでもまず最初に考える基本的な分析で特殊なことではありません。コロナの解説ももう少し工学的なセンスのある人がかかわってほしいと思います。

前回の関連ブログはこちらです。

普段なら買わない機器を試してみたらーまとめー

節税対策も兼ねていくつかオーディオ機器を購入しましたが、今回はその総まとめとしてて一覧表にしてみました。

あくまで個人の感想ですので、ひいきの機器の点数が悪くても気を悪くしないで下さい。使用環境によっても違うと思いますので・・・。

品名 外観 評価 
(5点満点) 
コメント
ヘッドホンアンプ(30万円)3今回は価格程の音質には感じませんでした。ちょっと凝りすぎて裏目に出ているような・・・。
300Bシングルアンプ(25万円)2現代SPを鳴らすには、いかんせんパワー不足(これって常識ですか?),
やはりプッシュプル?
Harbethhl-compact 7 es3 (27万円中古)3一つの方向性としては面白いですが、万能というわけではないかも。
KEFサブウーハー
KC62 (17万円)
4.5従来のサブウーハーの概念を覆えす出来、中小型本格SPの低域補足用に使えます。
IOdata
Soundgenic(3万円)
サウンドジェニック -Soundgenic- ネットワークオーディオサーバー | IODATA アイ・オー・データ機器4.5結構音質が変わって(良くなって?)びっくり、-0.5はソフトの出来と取説が???。
レンダラーってなんだらー。
最近買ったオーディオ機器のまとめ (価格はおよそです)250

総じて低価格な機器の方が気に入った感じになりました。特にSoundgenicはどなたにもお勧めできます。

Soundgenicネットワークオーディオサーバーが結構凄い

-普段なら買わない製品を試してみたら その5(これで最後)-

IOdataのオーディオ用NAS、Soundgenic

6月末に購入したオーディオ機器の評価もこれで最後の機種になります。その名はIOデータのSoudgenic。これは何かというとハードディスクを搭載したオーディオ専用NASみたいなものです。メルコでいえばDELA N100と同じ様な機能でしょうか?実はこれに興味を持ったのは複数のお客様がこれに使用するという目的で、当社のDCアダプターを購入いただいたのがきっかけです。

購入したのはHDL-RA2Hという2TBのハードディスク搭載のモデルで3万円ちょっとの価格で市販されています。組み合わせる当社のDCアダプターはHCモデルDCA-12VHCでないと動作せず(ハードディスクは動作時瞬間電流が大きいので)、DC電源の方が高くなるということになってしまいます(申し訳ございません)。

パソコン関係の会社がオーディオ用モデルを作ると、ここぞとばかり吹っ掛けた値段を設定してきますが、Soundgenicはその点良心的だと思いました。

私も当然CDデータをリッピングして、外付けUSBドライブ、USBメモリなどに保存してきました。そして現在はNAS(synology 218J)に音楽データを保存して使用していました。原理的にはNASと同じなので、音質的にさほど期待はしておらず、NASの容量を相当侵食してきた音楽データを外部に移すかぐらいに考えていたのでした。

接続図

(PCは必須ではないが)

ところがどっこい、これ結構音質が変わりました。

Soundgenicは結構音質が変わる

デジタル系は音質変化がわからないことも多いのですがこれは結構効きました。

PC保存|PC接続メモリ<NAS(DS218J)<Soundgenic

の順に音質が良くなっている気がします。 Soundgenicにするとよりリアルになり、個々の楽器が個別に鳴っている様に分離がよくなります。音のほりが深くなり、静と動の対比がよくなるようない感じといったら雰囲気がわかっていただけるでしょうか?一般にジッター性能が良くなった時の現象だと思います。

Soundgenicは床の上に置いている

右のSooundgenic(見えてない)から左のUSB-DAC(DCDAC-180)に接続

DC電源を付属のアダプターから当社のDCアダプターに変えるとさらにびっくり (宣伝じゃないよ)

これがもう結構な変わり方で、特に中高域が怖いくらいにはっきりしてきます。情報量が格段に増えた感じで、あれこの音源こういうバランスだったかなと思えるくらいの変化です。ただ現在のスピーカーが804D3に変えて半年で、もともと聞くたびにハッとさせられる傾向があるので、音質変化に100%の自信があるわけではないのですが・・・・。オーディオって結構微妙なものですし。この辺は皆さんの検証もお待ちしたいと思っています。

Soudgenicの良くないところ

価格対音質で非常に良いと感じる反面、あれれという面も探せばあります。まずマニュアルがわかりにくいです。わかりにくいというよりも、ここ明らかに文が飛んでいる(コピペの間違い?)みたいなところがありました。

それと使用するのはオーディオマニアでパソコンの上級者ではありません。もうちょっと普通にパソコンが使える人ならだれでもわかるような表現にしてほしいと思いました。例えば。

レンダラーってなんだらー

取説のなかでレンダラーをどうしろこうしろとあるのですが、レンダラーというのがなんのことだかわかりませんでした。どうやらUSBDACなどの接続機器の事をそう呼ぶそうですが、もうちょっとやさしい用語を使用してほしいと思います。

また、リッピングがPCなしでできるのはいいのですが、実際に取り込んでみるとアルバム写真を結構間違えます。しかもその修正ができないので実用上使えるものではありません。

Soundgenicはパソコンのネットワーク機器としてすぐに中のファイルがみられるのですが、その内容変更ができません。アルバムジャケットを変更しようと思っても、そのままではできません。ただしIOデータのLAN DISKというアプリにインストールすると、そこから自由にファイルの内容を変更できます。

再生ソフトとして”fidata”というアプリをスマフォかタブレットに入れて使用するのですが、これはなかなかよくできています。ただしandoroidでは問題なく動作するものの、最新のipadではほとんど動きませんでした。

結論としてはとってもいいです

こんな結果

です

こういった癖や使いづらさはあるものの、その価格と音質は魅力的で試してみる価値は十分にあります。

皆さんも当社DCアダプター(DCA-12VHC)と一緒にいかがでしょうか(これはおまけ)?

KEFのサブウーハーKC62を試して見たら、とっても良かった。

-普段なら買わない製品を試してみたら その4-

DynaudioのスピーカーC4を手放して、PL-200と804D3にしたのは以前話した通りです。最近のエージングも進んだせいか、804D3の音も気持ちよく、常用できるようになってきました。ただこれらのスピーカー、C4に比べると最低域が出ていない分、欲を言えば地を這うような音の迫力というか、最後の一押しがもの足りません(このSPだけを聴いていれば不満はないのですが以前の迫力を思い出すとちびっと足りません)。

サブウーハーとの出会い

雑誌をみているとサブウーハーが気になったので実際に買って試してみました。その機種とはKEFの16cmウーハーを使用したサブウーハーです。記事評価が+アルファ的にいいことに加え、再生帯域が11Hzからとあります。私の場合、記事評価がいいことに加えテクニカルな興味が湧くと解明したくなります。

置いた感じはこんなです

16cmウーハー(2本)でこの容積で密閉型、普通に考えると再生帯域は100Hz程度までです。これで11Hzまで再生できるというのはどういうことだろうか?(ほんとだろうか?)という点です。

KEFのKC62

こちらが操作面

正面がこちら

電源ランプがある

このサブウーハーは両面にスピーカーコーン(アルミ)があって両面駆動です。そしてその磁気回路を共用しているという特徴があります。実物を見てみるとサブウーハー用のフィルターだけでなく、メインスピーカーの低域をカットするチャンデバも内蔵されており、非常によく考えられています。また置き場所によってイコライジング特性を変えることができるなど、よく練られています。

とりあえず使ってみた感じ

早速ぱっとおいて試聴してみました。聴いてまず感じたのは従来のサブウーハーにあるモタツキがまったくないことで、よくできたハイエンドスピーカーの低音と質感では何ら遜色はありません。今まで、音響効果を利用したサブウーハーなどは利用したことがありますが、どうしても重低域がブーミーになって、出るのはいいが耳障りな感じもして、使った効果が帳消しになる印象でした。ただ、このサブウーハーに関してはそういったデメリットがまったくありません。

又、さらにかなりの振幅をとっても、箱なりなども全くありません。非常によくできています。肝心の最低域ですが30-40Hz位までは出ている感じですが、カタログスペックの11Hzというところまではちょっとどうかなという感じです。要するに現在の設定では聴感上メインのスピーカーと同程度かちょっと伸びた最低域なので、サブウーハーの効果が絶大とまではいきませんでした。

もう少し壁側に置くか、入力電圧を上げてあげればより効果的かと思いました。いずれにしろ重低音の質が良いので、上手に使えばかなり行けるような気がします。

そもそもメインスピーカーと同じような口径で、しかもより小さいキャビネットに入れたものが、より低域まで再生できるのか?とお思いの方も多いかと思いますが。

なぜ小さい箱で超低域の再生が可能かというと、おそらくこういうこと

16cmウーハーを小さなキャビネットに入れた時の予想レスポンス

これをパワーアンプで強引に持ち上げてやればF0以下も再生できる

つまり、従来の常識であった大きな箱が必要というのはあくまで中高域に対してフラットな特性を得るためには?という前提で考えた場合で、サブウーハーの場合超低域のレスポンスが低下していても強引にイコライジングをかければ(超低域も音は少し出ているので)フラットな再生ができる。ということなのでしょう。

ただ、このサブウーハーはもともと小型スピーカーの最低域を補強することを前提に設計されているので、今回のメインシステムに利用するのはちょっと筋違いだったのかもしれません。

取り合えず今回のまとめ

いずれにしてもサこれまでのブウーハーの概念を覆えす実力の持ち主でこういった手法がハイエンドの主流になってもおかしくないと思える実力でした。つまり、この手のサブウーハーを一つ置いて、あとはB&Wでいえば805位の大きさのSPを使えます。これだとメインSPが小さいので、いろいろなメーカーのSPをそろえることが、予算的にもスペース的にも楽にできます。

これすなわち大昔(50年前の)の3D方式ですね(今の方は知らないかもしれませんが・・・)。

今後、周波数特性を実測するなどして、またご報告させていただきます。