CDプレーヤー（CDP）の歴史はもう長い、30年近くなる。なので相当進化したはずだ・・・と思ったら大間違いで、いまだ16ビットの淵をさまよっているというか、ひどい事になっているような気がします。
そんな事はない、ハイエンドのDACチップはダイナミックレンジが120dB以上あるし、最近は32ビットのDACチップもでてきた、FIFOでジッターを減らす技術も取り入れられているものもあるし、マスタークロックを入れればもっと良くなるetc.。
でも調べてみるとCDPの動作は目も当てられない状態になっているというしかありません。調べているこちらの装置の状態がおかしいのじゃないかとまず疑わなければいけないくらいです。一番すごい事になっているのはDAC以降の回路動作ですが、そこはまだおしゃべりできないので、今回はデジタル回路の部分について紹介します。
ここで問題です。
これは何の波形でしょうか？
答えはマスタークロックです。
同じ波形を時間軸も入れて見せるとこうなります。
マスタークロックの波形11.3ＭＨｚ, ４０ｎｓ／ｄｉｖ
ＣＤのサンプリング周波数（Ｆｓ）は４４．１Ｋｈｚですが、ＣＤＰのデジタル出力をＤＡＣに入れると専用に設計されたレシーバーＩＣがこのＦｓの256倍の11.2896ＭＨｚのマスタークロックを作ってくれて、ＤＡＣチップに渡すようになっています。本来マスタークロックは矩形波のはずですが、実際にはこんなに鈍っていました。１１ＭＨｚの矩形波を綺麗に伝送するには最低でも５倍、できれば１０倍以上の帯域が必要で、50-100MHzの帯域がないと矩形波になりません。なので結構難しい事なのかも知れません。CPUやメモリーの様に０、１が伝わればいいならば鈍っていて問題ないので簡単ですが（といっても最近のようにGHｚ帯になると簡単ではないだろうが）、ジッターを問題にするとなると立ち上がり、立下りが急峻でないといけないので事態は深刻になります。
使用したレシーバーのクロックに対するジッター性能の仕様は0.2nsで上図の1目盛り（DIV）の1/80です。本当にそれだけのジッター性能があったとしても波形がこれだけ鈍っていたらDACで受けたときにジッターは100倍くらい悪くなってもおかしくありません。そもそもデジタル回路はトランジスタのON・OFFだけを取り扱うので、そのON・OFFをどの閾値で行うかは極めてあいまいなのです。
何が言いたいかと言うと、マスタークロック周りで重要なのは発振部のジッターの小ささではなく、波形の質（立ち上がり、立ち下がり）、伝送経路の高周波領域の完全性という事です。言い換えればジッターを抑制するのにジッターの小さな発信器を使用しても必ずしも効果は期待できず、むしろ波形の質、ドライブ能力などに着目した方がジッターが抑えられるという事です。
ついでにいただいたコメント（クイズの回答）に対しても解説しておきます。乱れた矩形波信号ではないかという回答がありましたが、CDPの矩形波応答はこんな感じです。
CDPで再生した１KHｚ矩形波信号波形
CDPで再生した5KHｚ矩形波信号波形
CDの場合、２０KHｚ以上がスパッとなくなっているのでリンギングがある様に見えますがこれは正常で仕方が無い事なのです。５KHｚになると５KHｚと3倍の１５KHｚの合成波になるので、もう正弦波丸出しという感じになります。
実を言うとこの波形はかなりいいほうで、実際にはCDPのアナログ周りはもっと悲惨な事になっています。その辺の事情は自社製DACを出す際に紹介するつもりです。
【内容の修正とお詫び】
内容に測定上の誤りがありましたので修正させていただきます。コメントを頂き再度調べてみましたが、測定時に初歩的な間違いをしていました。
オシロのプローブを１：１（プローブの入力Z１MΩ、46pF）で測定していたのですが１：１０（10MΩ、12pF）で再測定したら、システムクロックはこの様になりました。
11.3MHｚのシステムクロック波形（この波形は４８Khzｆｓ入力時のシステムクロックです）
プローブ：TEXAS製250MHｚプローブ
オシロ：200MHｚ（5Gs/s）SDS２００A
波形は綺麗とはいえませんが立ち上がりはそこそこ鋭くデジタル信号としては十分だと思います。１０MHｚ帯になると10pFの容量でも数KΩの負荷になるので重たくなってしまうのです。1:10のプローブでも真の波形が取れているかは怪しいかもしれません。オーディオアンプなどですともともと駆動能力があるので、数pFの容量では影響を受けないのですがロジック系のICは負荷が軽い事を前提に作られているので、この辺はもっと気をつけて調べなくてはいけませんでした。お詫びと共に訂正させていただきます。 １００MHｚのアナログオシロだと上図の波形を少し丸くした感じなります。
ちなみに９６Khzのサンプリング周波数に対するシステムクロック波形は次の通り。
22.6MHｚのシステムクロック波形（この波形は96Khz ｆｓ入力時のシステムクロックです）
かなり怪しい形だが何とかいけそうな感じです。
今後ともよろしくお願いいたします。 (2010/04/06)