Select Your Language

免責事項

  • 本サイトの情報の利用、内容、サービスによって、利用者にいかなる損害、被害が生じても、著者は一切の責任を負いません。ユーザーご自身の責任においてご利用いただきますようお願いいたします。

    本サイトで頒布している基板およびキットは、技術者、またはそれに準ずる電気的知識をお持ちの電子工作ファンの方のためのものです。 一般のオーディオファンの方のためのものではありません。
    また、頒布基板およびキットは、いかなる条件でも動作を保証するものではございませんので、あらかじめご了承ください。

    電子工作では、火傷、感電、火災などの可能性があります。 十分に注意をして作業して下さい。

    営利目的のご使用は認めておりません。  記事の転載や、基板・キットの商用利用の方は、ご連絡ください。
    学生やサークルの学習目的でまとめてご購入する場合は特別なコースをご用意させていただきます。

スポンサー

« アップサンプリングの方法(1) | トップページ | アップサンプリングの方法(3) »

2013年10月14日 (月)

アップサンプリングの方法(2)

オーバーサンプリング・デジタル・フィルタの特性

フィルタというと、何か余計なことをしていて、良くないイメージを持たれる方が少なからずいらっしゃるようです。 昨日と今日の説明で、その悪いイメージを払拭できると思います。

では早速、オーバーサンプリングデジタルフィルタの特性を見てみましょう。

昨日は時間軸を見てみましたが、今日は周波数特性です。

Digifil04


緑色の部分が音声信号で、黄色い部分は折り返しノイズというもので、デジタル信号には必ず含まれます。 

信号をスイープさせたときの折り返しノイズの動画はこちら見れます。 

 

このようにサンプリング周波数を中心に折り返しノイズというものが必ず付きまとうものであり、そのレベルは信号と同じです。 

オーバーサンプリング処理をしない、従来のDAC、いわゆるNOS-DACでは、この折り返しノイズを除去するために、急峻なアナログフィルタを必要とします。 また十分に落としきれずに折り返しノイズが漏れてしまい音質に悪影響を及ぼします。

初期の頃のCDプレーヤーでは多段のLCフィルタが使われていたようです。 多段のフィルタをアナログで組むと、位相回転、リンギングの発生、s/nの劣化などなど、音質的に望ましくないことが沢山おこります。

 

Digifil05

 

こちらが、4倍オーバーサンプリングデジタルフィルタを通したときのスペクトルです。 ご覧のように青線のデジタルフィルタにより折り返しノイズが、かなり抑えられています。

 

したがって、アナログフィルタはゆるい特性のものを使っても高域ノイズが十分に抑えられます。  これが音質的に効果が高く、初期のCDプレーヤーから2~3年で劇的に進歩した部分です。

 

上の図ではデジタルフィルタの特性を簡略化して書いていますが、実際には下図のような特性です。

 

 

Digifil06

 

 

これは、NPC社のSM5840AというデジタルフィルタICの4fsモードの特性です。 おおよそ150kHzくらいまでは60dBほどの減衰がありますので、アナログフィルタは緩くて済みます。

 

もうひとつ見てみましょう。

 

Digifil07

 

 

こちらは、バーブランウン社のPCM2705(USB-DAC)内蔵のデジタルフィルタ特性です。

4fsまでのグラフですが、8倍オーバーサンプリングデジタルフィルタです。 4fsから上側の特性は鏡写しになりますので省略されています。
 

SM5840Aの8倍モードも同様に約60dBの阻止特性がありますので、あまり変わらないと言えます。  20年前のICと性能が変わらないのは、進歩していない訳ではなく、意図的なものと思います。 NPC社の当時最高性能のものと、20年後のBB社のローコストDACが同じような性能というのは、少々興味深いですね。 このくらいの性能があれば一般的には十分であると判断されているような気がします。<

 

 

さてさて、バーブラウン社が本気を出したデジタルフィルタはといいますと、

 

 

Digifil08

 

おおよそ140dBくらいの減衰特性です。 ここまでやる必要があるのか。 というくらいのデジタルフィルタ特性ですね。 24bitDACということで、その分解能、Dレンジの理論値(146dB)を強く意識した性能と言えます。

 

このような高域遮断特性と直線位相を両立可能なのはFIRデジタルフィルタのみで、スプライン関数やベジェ曲線などの組み合わせでは実現困難です。 人の目で見て滑らかに見える補間と、本当に高域を100dBもの遮断ができているものとは別次元の話です。 

 

つづきは、こちら。



« アップサンプリングの方法(1) | トップページ | アップサンプリングの方法(3) »

デジタルオーディオ技術」カテゴリの記事

コメント

コメントを書く

(ウェブ上には掲載しません)

トラックバック

この記事のトラックバックURL:
http://app.cocolog-nifty.com/t/trackback/587107/58377660

この記事へのトラックバック一覧です: アップサンプリングの方法(2):

« アップサンプリングの方法(1) | トップページ | アップサンプリングの方法(3) »

サイト内検索

Sponsors link

2018年5月
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31    
無料ブログはココログ