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デジタルオーディオ技術

2015年4月25日 (土)

方形波の再生波形比較 CD、ハイレゾ、LPレコード(MCカートリッジ)

随分昔のレコーディング系の雑誌にLPレコードの再生波形が載っていました。 

その記事は、デジタルレコーディング機器が新しくなって、それまでアナログフィルタで20kHz以上をカットした場合と、(2倍)オーバーサンプリングしてデジタルフィルタで20kHz以上をカット(デシメーション)した場合の比較がメインでした。 

そこに、更に従来のLPレコードではこんな波形でした。 とオマケ的に波形が載っているものだったのですが、今となっては非常に貴重な情報と思いますので紹介いたします。 

 

44pcm1khz_2 

<<44.1kHz (CDフォーマット)で1kHz方形波を再生したときの波形>>

良く見る波形だと思います。 20kHzでスパっと信号をカットしているため、このように 「リンギング」 が出ますね。 LPレコードではどうだったのでしょうか。 

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2013年10月16日 (水)

アップサンプリングの方法(3)

サンプリングレートコンバーター(SRC)を使ったアップサンプリング

 

アップサンプリングの方法としてサンプリングレートコンバーター(SRC)を使う方法もあります。

SRCには、同期式と非同期式がありますが、現在の主流は同期式(ASRC)。

 

機器にはそれぞれクロック誤差があります。 入力と出力の間にクロック誤差があるとデータがこけるので、同期させてあげるか、何かしらの仕組みで吸収する必要があります。 クロック誤差を吸収できるのが非同期式サンプリングレートコンバータ、ASRC(asynchronous sample rate converter)です。 
 

ちなみに変換の特性は同期式SRCの方が優れています。 主に48kHzサンプリングで録音された素材を44.1kHzサンプリングに変換する場合などですが、現在、同期式変換はPCのソフトウェアで実現できてしてしまうため、ICや機器として活躍の場は限られています。


さてさて、同期式(ASRC)の方について、詳しくみていきましょう。
  

一旦、アナログ信号に変換して、クロックという概念を抹殺すると、こうなります。

Digifil11

入力のクロックがどうであれ、出力側は任意のクロックで動作できますね。

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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。

 

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2013年10月13日 (日)

アップサンプリングの方法(1)

アップサンプリングとは、簡単にいうとサンプリング周波数を高い方へ変換することです。 サンプリング周波数を高くすると何がよいのかという事もご紹介できればと思います。

 

アップサンプリングの方法は大きく2種類あります。

 

 

■オーバー・サンプリング・デジタル・フィルタを使う方法

 (DSP、デジタルフィルタIC、DAC-IC内蔵デジタルフィルタなどハードウェアが主)

 

■サンプリングレートコンバータを使う方法

 (SRC-IC、非同期SRC-ICなどのハードウェアの他、ソフトウェアもある)

 

今日は、精度良く整数倍へ周波数を上げることができるオーバーサンプリングについて書こうと思います。

 

Digifil00_2

 

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