Archive for the ‘オーディオ’ Category

先月から発生している、時々オーディオに雑音が入る問題の原因を調べている。今までのところ、SSD(東芝 THNSNH256GCST)のプチフリとSouthbridge(Intel H67)の過熱が疑わしいと思っている。

SSDについては、システムドライブをHDDに移そうとしたのだが、MBRとGPTの違いがあるために一筋縄では行かないのと、HDDにすると起動が大変遅いことが分かったのと、HDDの方がSSDよりずっと遅いのだから、プチフリが起こりやすいような気もするので保留している。

次に、Southbridgeの過熱を疑い、今朝ケース内にファンを追加して、Southbridgeを冷却するようにしてみた。

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下が追加したファン

ファンの冷却効果を知りたかったので、朝温度計(DRETEC O-215WT)を注文したら夕方に届いた(これもAmazonプライムのおかげだ)。約900円だった。早速、温度センサをSouthbridgeにテープで貼り、ファンの有無で温度を比べてみた。

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赤丸内が温度センサ

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測定結果は以下の通り。

起動後、約30分後の温度(負荷を掛けるため、途中でSSDにCrystal Disk Markを実行した):

  • ファンなし: 38.1℃ (室温28.1℃)
  • ファンあり(820rpm): 37.3℃ (室温28.1℃)
  • ファンあり(960rpm): 35.5℃ (室温28.1℃)

820rpmでは風が弱かったが、960rpmでは2.5℃程度の冷却効果があった。しかし、劇的に温度が下がった訳ではなく、ちょっと期待外れだ。それに、40℃程度なら定格上は全く問題ないはずなので、Southbridgeの温度はオーディオの雑音には関係ないという結論となった。

ただ、どうしても温度への疑いが晴れないので、ファンを止めて、雑音が起こった時の温度を調べることにした。

PS. ところで、この温度計、なんで電源スイッチがないのだろう?? (6/3 5:46)

PS2. 不思議なことに、ケースファンの回転数を下げた方がSouthbridgeの温度が下がることに気付いた。1℃近く下がる。昔もCPUの温度で似たようなことがあった気がするが、熱は未知の世界だ。(6/3 6:17)

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僕は、「ハイレゾオーディオ」とか「バランス接続」とか「高級(ハイレゾ)ポータブルオーディオ」といった物を目の敵にしている。

まあ、普通のハイレゾオーディオに関しては、少し譲って、周波数帯域やダイナミックレンジに記録・伝送上の余裕ができるという点で、多少の価値があるとは思う。が、それ以上の価値はない。

前にも書いたが、32ビットのDACを使っても、無響室にでも住まない限り、24ビットのダイナミックレンジすら有効に再生できないだろう。そもそも、32ビットが全部有効なDACはまずない。更に、32ビットが全部有効な音源も滅多にないだろう。だから、「32ビットにしたら、繊細な音がクリアに再生できた」とか言う人は全くおめでたい。

それから、192kHzとかのハイサンプリングにしたって、耳に聞こえないのだから意味がない。耳以外で感じるという説もあるが、それにしたって、せいぜい96kHzで充分なのではないだろうか。

次に、バランス接続にして、どのくらい物理特性が良くなるのか知りたいものだ。バランス接続にして音が変わった(良くなった)という感想を聞くが、それは、周波数帯域が広がるせいなのか、ダイナミックレンジが広がるせいなのか、歪みが少なくなるせいなのか? 是非、数値で示して頂きたい。

最後に、高級ポータブルオーディオは全く無意味だ。何十万円もする製品があるようだが、一体、どういう状況で聴くのか。その製品が、スペックどおりの性能を持っていたとしても、雑音の多い屋外や電車の中などで聴くのでは、スペックが全く生きてこない。

まあ、それでも、オーディオは趣味なので、自分の欲しい物を買えばいいし、好きな方式を使えばいい。それで音が良くなった気がすれば恩の字だ。でも、個人的には、是非、音が良くなった証拠を数値で見せて欲しい。

PS. じゃあ、何にお金を掛ければいいかというと、僕の意見は以下だ。

  1. 部屋
  2. スピーカー
  3. スペアナ+グライコ

一にも二にも、音のいい部屋が必要だ。そういう部屋に住んでいる人はうらやましい。次に、いいスピーカー。電気信号は、スピーカーに入れて初めて耳に聞こえる音になるのだから、これがいい加減では全く無駄だ。最後に、いい部屋といえども、やっぱり部屋の音が出てしまうので、スペアナとグライコを使った調整は必須だ。

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オーディオの特性を測定するには、いろいろな機器を組み合わせる。

  1. マイク
  2. スタンド
  3. マイクの電源
  4. マイクの電源のACアダプタ
  5. マイクアンプ
  6. マイクアンプのACアダプタ
  7. 信号ケーブル(数本)
  8. ACテーブルタップ

調整もする場合には、更にUSB-MIDIアダプタがオプションとして加わる。

少し前までは、こんなに何回も測定するつもりはなかったので、測定の度にそれらをクローゼットから取り出して接続し、測定が終わったら外して仕舞っていたのだが、面倒になったので、マイクとスタンド以外を接続した状態でAmazonの段ボール箱の中に格納した。

測定したくなったら、箱を出して、マイクを設置して、マイクにケーブルを繋いで、マイクアンプの出力をPCと繋いで、電源を入れるだけだ。

これがなかなかぴったりなので、皆さんにお見せしたくなった次第w

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(左下から反時計回りに、5, 3, 4, 8, 6)

豆知識: マイクのXLR(キャノン)コネクタは重いので、足の指に落とすと大変痛いから、注意すること。

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サウンドカードが壊れたと思ったのは間違いだった。というのは、今日、オーディオの特性を測定中に、同じ雑音が出たのだ。

今日は(これしかないので)オンボードのサウンドインタフェースから音を出していたので、雑音の原因はWindowsかマザーボードが考えられる。

考えてみると、先日システムディスクの復元領域を減らしたから、空き領域が断片化してシステムディスクに使っているSSD(CFD CSSD-S6T256NHG5Q)のプチフリが起こっているのかも知れない。更に、ブラウザを使っている時にマウスポインタの動きが引っ掛かることがあるので、プチフリの可能性が高い。

一方、雑音が出るようになったのはその少し前だから、違うかも知れない。ただ、その頃にいろいろなメールソフトを試しては削除していたから、復元領域の割り当てと削除の繰り返しで空き領域が断片化して、プチフリしやすくなったのかも知れない。

試しに、SSDに発売元が提供しているデフラグツールを掛けて(僕はSSDにデフラグは不要と思っているが、物は試しなので)、しばらく様子を見ることにした。

ああ、サウンドカードを捨てたのは失敗だったなあ。。。

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前回語り尽くしたが、もうちょっと褒める。

Intel HD Audioの仕様なのか、サウンドチップ(Realtek)の特徴なのか分からないが、同じサウンドチップのアナログ出力とデジタル(光)出力が別々に使えるのが、とても便利だ。

当たり前のように思っていて、今まで全く意識していなかったのだが、アナログはWindowsの音、光はMusicBeeの音という具合に、それぞれが独立の出力デバイスとして使えている。チップやドライバが賢いのだろう。

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今朝、ちょっと思い付いて、グライコ(DEQ2496)をPCから制御してみようと、USB MIDIインタフェース(Roland UM-ONE mk2)を注文した。約3300円。Amazonプライムの30日間無料お試しを使ったら、さっき届いた。何とも速い。

早速ドライバをインストールしてケーブルをつないで、コントロールソフト(DEQ2496remote)を起動したら、ちゃんと動いた。「やっぱり、19日はいろいろ捗る日だ」とほくそ笑んだ

DEQremote-1-2

DEQremote-2-2

・・・のだが、落とし穴があった。グライコをMIDIでつないでいると、グライコのLED(UTILITY)がチカチカして目障りなのだ。だから、使わない時はケーブルを外す必要がある。また、グライコのメモリをPCにダウンロードすることはできないし(実は、これがやりたかった)、現在の設定をグライコのメモリに書き込む操作もできない(本体のボタンでしかできない?)。それに、画面に透過色が使われているようで、キャプチャがそのままでは見にくい。うーむ、もっと便利になると思ったのだが、やはりおもちゃだったか。。。

でもまあ、各周波数の設定をPCで見られて調整できるのは便利だし、本体のボタンでページを切り替えることなく、関連する設定項目を一目で見られて変更できるのも便利だから、良しとしよう。

PS. 思い違いをして、XLR-RCAケーブルも注文しようとしたのだが、すんでのところで誤りに気付いて止めた。グライコにDACの出力を入れてAD変換して、DACの特性を(PCのアナログ入力につなぐより)高精度に測ろうと思ったのだが、そのデジタル信号をPCに取り込めないのだ。

PS2. 宅配便の人に「結構久しぶりですね」と言われて、ちょっとうれしかった。

PS3. 折角なので、グライコを再度微調整した。この前はグラフの形を見て設定を変えてしまったが、設定には意味があったのだし、グラフが急に見えても強調し過ぎていた訳ではなかったので。→ OW1-20-TW-2-S

設定(上=左, 下=右):

OW1-20-TW-2-S-GEQ-1

特性(黒=左右, 青=左, 赤=右):

OW1-20-TW-2-S-1

大分フラットになった。左右の差も少ない。気分の問題?? (22:28)

PS4. 上のグラフを見ていて、右の15kHz以上が左に比べて約3dB低いのが気になった。ここはいじっていないのに、どうしてだろう? スピーカーの劣化? 耳が劣化しているから、どうせ聞こえないんだけど。← 分かった。前回、グラフを見て右のその辺りを下げたんだった。(5/20 7:16)

PS5. 高域の微調整終わり。→ OW1-20-TW-3-S。

設定(上=左, 下=右):

OW1-20-TW-3-S-GEQ_サイズ変更

特性(黒=左右, 青=左, 赤=右):

OW1-20-TW-3-S_サイズ変更

高域の左右のレベルが揃ったが、15kHz以上の3dBなんて、そもそも聞こえないから変化が分からない。まったくの自己満足だ。でも、趣味なんてそんなものだろう。(5/20 21:29)

PS6. 高域を更に微調整 → OW1-20-TW-4-S。

設定(上=左, 下=右):

OW1-20-TW-4-S-GEQ_サイズ変更

特性(黒=左右, 青=左, 赤=右):

OW1-20-TW-4-S_サイズ変更

大分揃った。これ以上は無理だろう。聞こえる音域もかなり揃ったから、音もいいだろう。きっと。。。(5/21 20:41)

PS7. なおも飽きずに頑張ったら、低域(56Hz)の落ち込みを改善できた(かも知れない) → OW1-20-TW-5-S。

設定(上=左, 下=右):

OW1-20-TW-5-S-GEQ_サイズ変更

特性(黒=左右, 青=左, 赤=右):

OW1-20-TW-5-S_サイズ変更

まったく、いいおもちゃを買ったものだ。(5/21 22:32)

PS8. 時間があったので、1kHz付近を改善した。→ OW1-20-TW-6-S。

設定(上=左, 下=右):

OW1-20-TW-6-S-GEQ_サイズ変更

特性(黒=左右, 青=左, 赤=右):

OW1-20-TW-6-S_サイズ変更

660Hz以上は完璧だ。残るは、ずっと対処しようとして諦めて来た、56, 354, 600Hzの谷だ。さすがに、もうこれ以上は無理と思うのだが、まだ改良できるのだろうか? (5/22 7時)

PS9. やっぱり気になる56, 354Hzを改善してみた。どちらも左が大きく落ちているので、左を中心に調整した。一旦使うのを止めた、PEQも2つ(左の71, 422Hz)使ってみた。→ OW1-20-TW-7-S。

GEQ設定(上=左, 下=右):

OW1-20-TW-7-S-GEQ_サイズ変更

特性(黒=左右, 青=左, 赤=右):

OW1-20-TW-7-S_サイズ変更

意外にうまく行った。左が大きく落ちていたのが解消した。左右では、354Hzが2.5dB程度良くなった。PEQを使うことで心配していた音質も、問題ないようだ。(5/23 18:37)

PS10. グラフを見ていたら、左の40Hzを-10dBにしているのに高い山になっているのが気になった。これは共振が起こっていて制御できないだろうから、40Hzは出さないことにした。→ OW1-20-TW-10-S。

GEQ設定(上=左, 下=右):

OW1-20-TW-10-S-GEQ_サイズ変更

特性(黒=左右, 青=左, 赤=右):

OW1-20-TW-10-S_サイズ変更

低音がわざとらしく聞こえることが減ったような気がする。(5/24 15:10)

PS11. 図は省略するが、右の50-60Hzを1.5dB程度改善できた。→ OW1-20-TW-11-S。(5/24 20:06)

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今まで理由なく馬鹿にして来たのだが、この週末にいろいろ調べたら、オンボードのサウンドインタフェース(Intel HD Audio)は意外にいいのではないかと思った。

もちろん、アナログ出力は駄目だ。いいDACなど積めないし、アナログ回路も最小限だし、PC内はノイズのるつぼだから。だが、デジタル、特に光出力は捨てたものではないだろう。以下に理由を示す。

  • サウンドチップがサウスブリッジ(ICH)に直結している。そのため、他のさまざまなデータも流れるPCI (Express)バスに乗ったサウンドボードに比べて、音のデータがスムーズに流せる(つまり、ジッタや途切れが少ない)のではないだろうか。しかも、サウスブリッジから(音の入っている)メモリは近い。メモリはすぐ隣のノースブリッジ(今はCPU直結)につながっている。PCI (Express)からアクセスするよりはずっと単純・高速なはずで、その点でも有利なのではないだろうか。
  • クロックもICHから直接供給されている。しかも、仕様書によって精度(100ppm)やジッタ(300ppm)が保証されている。安いサウンドボードでは、どんな水晶が使われているか分かったものではないから、オンボードの方が有利なのではないだろうか? 高いボードでも、水晶の精度が書かれていることは少ない。
  • 更に、2系統(44.1k/48k)のサンプリング周波数の生成方式が規定されていて、それらは近似値でない。普通のサウンドチップには水晶は1個しかつながっていなくて、どういう風にサンプリング周波数を生成しているかは明らかにされていない。近似値なのかも知れないし、そうでないのかも知れない。分からないよりは分かっていた方が、安心できる。

PC内のノイズの問題は、光出力にすれば解決できる。残った問題は、サウンドチップや光出力モジュールで発生するジッタなどだ。オンボードだとコスト優先になるだろうから、サウンドチップや光出力モジュールに安物が使われる可能性が否定できない。そうすると、それらでジッタなどが発生して音質が低下する可能性がある。

それでも、サウンドチップについては、HD Audioのロゴを付けるのだから、Intelの指導(?)があるはずで、一定の品質は満たしているだろう。光出力モジュールについてはどうしようもない。高速(例: 192kHz)対応か確認するとか、運を天に任せる程度だろうか。

実際、今回特性を測定して全く問題が無かったのだから、やっぱり、オンボードも捨てたものではないと言わざるを得ない。僕は、次のPCでも、まずはオンボード(もちろん光出力)を使ってみたいと思う。

PS. なぜこんな測定や調査をしたのかというと、次期アンプの候補だったメーカーのサイトのコラムに、オンボードの音質を心配させるようなことが書いてあったからだ。以下に「光・同軸・それともUSB」の「ジッタについて」の項から引用する。

一方、オンボードのサウンドチップなどでは、専用クロックを有していないもなどもあり、この場合マザーボードの汎用のクロックなどが使われます。そしてこのクロックをEMI(輻射ノイズ)対策用のスペクトル拡散モードにしている場合、大きなジッタに見舞われ、歪率などが悪化します。

これは誤りで、筆者はIntel HD Audioを理解していない/調べていないとしか言いようがない。それでも、この調査のきっかけとなったことには感謝したい。

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暇だったので、オンボードサウンド(Realtek ALC887, HD Audio)の光出力の周波数特性を測っていたのだが、間違ってグライコを通して測ったら、補正がきつすぎる箇所があるのに気付いたので、それらを調整した。

元の特性(ライン入出力):

左:

20150517-eq-before-L

・60, 120Hzが持ち上げ過ぎ。

右:

20150517-eq-before-R

・50, 600Hz, 15kHzが持ち上げ過ぎ。

調整後(ライン入出力):

左:

20150517-eq-after-L

右:

20150517-eq-after-R

調整後、スピーカーとマイクでも測定した。

調整後(黒=左右、青=左、赤=右):

20150517-eq-after-LR-speaker

少し聴いた感じでは、低音にわざとらしさを感じることがあったのが解消したような気がする。

 

PS: 元々の目的だった、オンボードサウンドの特性も載せる。DAC(TEAC UD-501)のフィルタとアップコンバートの設定を変えて試してみた。

元の特性(フィルタ=SHARP, アップコンバート=OFF):

20150517-line-sharp-off

縦軸を拡大:

20150517-line-sharp-off-exp

・特性は素晴らしく、オンボードサウンドの光出力に問題はないことが分かったのだが、何となく15kHz付近のカーブが不自然。

フィルタ=SLOWにして比較(黒=SHARP, 赤=SLOW, アップコンバート=OFF):

20150517-line-sharp-slow-off-exp

・SLOWの方がいいような気がする。

フィルタ=OFFにした場合(黒=SLOW, 赤=OFF, アップコンバート=OFF):

20150517-line-slow-off-off-exp

・素直ではあるが、15kHz付近が1.5dB程度落ちてしまうのが嫌だ。

アップコンバート=ONにした場合(フィルタ=SHARP):

20150517-line-sharp-on-exp

・グラフの概形は変わらないが、微妙にギザギザしているのが嫌だ。

以上より、DACのフィルタをSLOWに変更することにした。聴感上は、違いが分からない。

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先日から、オンボードサウンド(Intel HD Audio)の光出力を使っているのだが、そのサンプリング周波数の精度が気になり出した。というのは、サウンドチップはRealtekのALC887というのが使われているのだが、そのクロックは24MHz単一だからだ。

48kHzの系列であれば単純な分周で生成できるのだが(例: 1/500)、44.1kHzの系列はそうは行かない。内部にPLLが入っていてサンプリング周波数を生成しているようなので、44.1kHzの生成方法を推算してみた(データシートなどに書いてないので、全くの推測である)。

倍率  分周  出力(kHz)  誤差(%)
 1    544  44.118     0.040
 3   1633  44.091    -0.021
 4   2177  44.097    -0.006
 5   2721  44.101     0.003
 7   3810  44.094    -0.012
 9   4898  44.100    -0.001

※出力= クロック(24MHz)×倍率/分周

個人的には、最後の誤差-0.001%のパターンを採用して欲しいのだが、実際には一番上の誤差0.04%のパターンが使われているのではないだろうか(24MHz×9は216MHzと結構高くなるため)。0.04%なんて聴いて分かるものではないだろうし(例: 1kHzの音は1000.4Hzになり、3分の曲は2.999分になる)。

それに、DACでクロックを再生すれば誤差がなくなるだろうから、問題はないのかも知れない。← これはあり得なさそうだ。というのは、クロックの差は累積して最終的に内部バッファ(あるとすれば)がフルになってしまうから。

この疑問を解くために、周波数カウンタが欲しくなって来たw

PS. 調べると、民生用機器の周波数精度は1000ppm(=0.1%)程度だそうなので、0.04%(=400ppm)なら御の字だろう。ということで、ALC887は分周だけしている予感。(21:44)

PS2. Intel HD Audioの仕様書を調べたところ、"5.4.1 Codec Sample Rendering Timing"に答えがあった。44.1kHzの系列は、48kHzを147/160倍するか、24MHzを147/80000倍して生成するようだ。それなら誤差は出ない。意外にちゃんとしているので、安心した。もちろん、サンプリング周波数の最終的な精度は、24MHzの精度に依存しているが。(22:58)

PS3. PS2に書いた24MHzの精度が気になったのだが、サンプリング周波数にする時に分周するから、精度は気にしなくていいのではないだろうか? 例えば、24MHzの精度が1000ppm(=0.1%)だったら、48kHzを作る場合には1/500にするので、精度が1000/500= 2ppmになるのではないだろうか? それなら全く問題ない。← 誤っている。分周しても精度は上がらない。(5/17 9:41)

PS4. 24MHzの精度が、マザーボードに載っているIntel 6シリーズチップセットの仕様書から分かった。"8.6 AC Characteristics"によれば、"HDA_BCLK"(HD Audioのクロック)の誤差は100ppm以下、ジッターは最大300ppmだそうだ。100ppmは0.01%、約0.17セントで、1000ppmに比べれば許容できる。ジッターが少し大きいのは仕方ないだろう。(5/17 9:58)

(5/17 6:30 誤差の計算誤りを修正)

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DAC内蔵アンプを買うのは止めにした。今のアンプが壊れたら話は別だが、ちゃんと使えるうちは買い替えない。アンプを替えても音は変わらないことが明白なので、お金がもったいない。それに、候補のアンプは操作性が悪いので、買い替えて不便になるのが嫌だ。

代りに、CDを100枚買うとかPCを買い替えるとかした方が、ずっとマシだと思った。ただ、買いたいCDは100枚どころか1枚すら思い浮かばないし、PCも充分現役なので買い替える気は起こらない。得体の知れない物欲を満たすのは、全く難儀だw

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