piu lentoの日々 (piu lento days)

耳の問題の原因調査と昨年末からのアンプ・DACの改良の草稿や余りを捨てるのも もったいないので、最低限の加筆・修正で公開して「消化」する。僕以外の方に有用かは不明だ。

最終的に「分かった」こととは異なる内容や今までの稿と重複している内容もあるが、発端や経緯や試行錯誤が うかがえる。

稿を書き出した順序や内容から、アンプなどの改良をし出し(てしまっ)た切っ掛けが分かった。: まず、冬になって耳の問題が起こりやすくなり、その原因を調べているうちに、DACのカップリングコンデンサの劣化を疑い、試しにコンデンサを追加したら効果があったことから始まったようだ。

なお、補足を「注: ＊＊＊ (2023/5/16記)」のように書いた。また、公開する時に図(主にグラフ)を追加しようと思って居たが、概ね却下したもの または公開した稿で更新しているので、以下には ない。

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「[耳・オーディオ] 耳の問題の原因が概ね分かった!」の余り (草稿: 2022/12/5-)

音が悪いと耳が辛くなる(耳閉感が多い)現象・症状

※身(耳)調の影響は大きい。それと外部要因を切り分けるのが難しい。かと言って、耳閉感が全部身(耳)調からのものという訳ではない。というのは、それまで調子は問題なかったのに、悪い音を聞いた途端に なることがあるからだ。

• ASUSで44kHz(フィルタ: slow)は問題なく、sharpだと危うい(昔は問題なかったが、近頃は ほとんど駄目)が、96kHz(sharp)なら問題ないので、超高域の量ではなさそう。
  • 可聴域ギリギリの高音域(15k-20kHz)での位相(か何か)の急変が関係あるのかも知れない。
    • 実際、中低域でも急なフィルタは駄目だった。 → 高域・位相とは限らず、どの帯域でも急なフィルタが駄目なのかも知れない。 (原因候補1)
      • それが何(歪み? 雑音? 位相?)に関係して耳閉感になるのか、まだ分からない。
      • 超低域(原因候補4)との関係が不明。独立なのか、超低域を補強するのか。12/31の投稿を参照。 (2023/1/3)
  • slowは問題ないが、特性が物理的に正しくないことが分かったので、使わないことにした。 (12/15)
  • なぜか、96kHzのslowが良かった。次は44kのslow。sharpは ほとんど駄目な感じ。12/31の投稿を参照。 (1/3)
  • 注: "ASUS": Essence STX II (DAC);  "44kHz", "96kHz": サンプリング周波数; "sharp", "slow": DACのフィルタの特性 (2023/5/16記)
• また、Scarlett(96kHz)は駄目だったので、全体的な歪みと雑音の量も関係あるではないか。 (原因候補2)
  • 信じられないことに、それらの上限は とても低いようで、Scarlettの歪み: -94dB, 雑音(DR): 108.5dB(A)※では駄目だ。
    • ※ScarlettとASUSの差は約16dBなので、ASUSの約6倍。
    • 更に、(昔の?)CirrusのDACやADC(Scarlettのはコーデック)は、駄目なノイズシェイピングで可聴域外の雑音が多いせいか、耳閉感が起こる。
      • → 20kHz以上を落とす簡易なLPFを試したが失敗した。。。
        • LPF自体の性能(落とし方)の問題か、出力回路のドライブ能力の制限のために歪みが増えるためかは不明。
  • ASUSは歪み: -110dB, 雑音(SNR): 124dB(A)なので、仮に その2倍まで耐えられるとすると、歪み(THD+N): -104dB, 雑音(SNR, DR): 118dB(A)くらいだろうか?: ここらはCDの限界を超えているから、どうも信じられない。
    • 雑音の質(アナログ(ホワイトノイズなど)とかデジタル(量子誤差)とかのタイプや周波数的分布)にも関係するのかも知れない。
      • 例: 上のCirrusの可聴域外の雑音。
    • あと、小音量・SPの近くで聴いているのも関係あるだろうか。
    • 車とかヘッドフォンの音(特性・性能)は随分悪いはずなのに耳閉感が起こらないのが、謎。
      • アンプと関係ある?
        • 微細な雑音や歪みまで忠実に増幅するため?
        • 本当に発振していない? (以前測定した時は、100kHz辺りまでは大丈夫だったが・・・: スピーカーの上限が40kHzなので、100kHz以上は出なさそう。ただ、それより低い音が変質する可能性はある。)
          • 音を出していなければ症状は出ない。 → 発振していないか、音に合わせて発振することがあるか。
          • 音を出していても、「駄目なこと」(上記・下記)をしなければ問題ない。 → 発振していない可能性が高い。
  • 超低域(原因候補4)との関係が不明。独立なのか、超低域を補強するのか。12/31の投稿を参照。 (2023/1/3)

その後の追加

• 雑音(34kHzなど)の結果 → (原因候補3)?
  • 34kHz → (3-1)
  • 8kHzと高調波 → (3-2)?
  • 1kHz以下の広い雑音 → (3-3)?
• DACのカップリングコンデンサの劣化による超低域の変動? → (原因候補4)
  • DACのフィルタ(slow, sharp)や超高域の量や補正フィルタの傾きは無関係??
  • ただ、ASUSは そうでも、他のDAC(DS-200), インタフェース(Scarlett, DEQ)は無関係では。
  • なぜか、本当にコンデンサで音が違う。 (12/22) (DACのフィルタの稿に書く?)
    • 以前買って使わなかった黄色いものは悪くなかった(最初は少し違和感があった)が、WIMAは全然駄目だった。 (どちらも1uF)
      • 注: 「黄色いもの」: PARC Audioのフィルムコンデンサ (2023/5/16記)
    • 特性は全く同じ。
    • その前の電解コンデンサとの相性?
• コンデンサの劣化とは関係なく、容量が大き過ぎて超低域がスピーカーから出て来て・あるいは超低域が変動して耳閉感が起こったようだ。12/31の投稿を参照。 (2023/1/3, 2/7) → (原因候補4)
  • 気付いた切っ掛けは、クラシック音楽を掛けると耳閉感が出て、ポップ音楽にすると消えたこと。それがリピートした。 (1/3)
  • カップリングコンデンサをフィルムに換え、アンプのフィードバックの電解コンデンサもフィルムに換えた。 (2/7記)
• アンプのフィードバックのマイカコンデンサは音が悪いことが分かった。それが耳閉感に関係していたかも。 →  フィルムに換えた。 (2/7記) → (原因候補5?)
  • 誘電体吸収のため。 (2/13記)
• 音以外に耳の調子によるものはある。朝、食後に問題が起こりやすい。  (2/7記) → (原因候補6)
  • 太い道路の自動車(朝の通勤時間帯は渋滞する)の低周波騒音? (2/13)

 

新DAC: 今のところ、手が出せる価格帯で可能な製品が ほとんどない。: iD4とAXE I/Oだけ(ESSとサポートがクソなところを除外した場合)。だが、どちらもCirrusなので超高域の雑音が駄目っぽい。

注: "iD4": Audient社; "AXE I/O": IK Multimedia社; "ESS", "Cirrus": DACのチップメーカー (2023/5/16記)

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「三歩進んで二歩下がる? オーディオは作っては壊し? (今のDACのフィルタの謎解き → なぜか他のフィルタを作り直し)」 (改良の発端の頃の草稿: 2022/12/11-)

僕のオーディオシステムはソフトの割合が結構多いので、ハードを いじらなくても、主に部屋の影響の補正関係の調整や改良ができる※のだが、それで却って堂々巡りみたいなことをしている。ソフトなので、指を動かすだけで いくらでも作り直しができるのが痛し痒しだ。

※この前提は、基本的に出力装置(DACやアンプ)が音を そのまま出すこと、(何度も書いている、)無色透明・無味無臭なことである。そうでなかったら、何を補正するのか分からなくなってしまう。

 

DACのフィルタの謎

(いつも困っている)耳閉感の原因調査をしている時に、サウンドカードのDAC(PCM1792A)のデジタルフィルタのsharpとslowの違いを調べたら、思わぬことが分かった。: sharpは きっちりと減らすべき成分を減らすのだが、slowは超高域で大量に漏らしているのである。その成分はナイキスト周波数(サンプリング周波数の1/2)より上なので、僕の普通の測定では分からなかったことで、たまたま、スイープ信号や正弦波で調べていて気付いた。

それでいろいろ調べたら、slowの「漏れ」は既知のことだったようだ。

そんなに漏れがあるのに、僕の耳に合って耳閉感を起こさなかったのが不思議だ。 想像だが、漏れた成分の位相が逆になっていて、ナイキスト周波数の反対側の成分(本来の音)とうまく打ち消しあっているのだろうか。僕の環境では、そこまで測定するのは難しい。それでslowの緩いカーブが実現できているのだとしたら、TI(BB)のエンジニアはすごいと思う。

逆に、以前も書いたが、サンプリングレートが44.1kHzの場合は きっちり漏れないsharpが耳にキツいのも謎で、まだ良くわからない。これも想像だが、やっぱり急なフィルタ(の謎の副作用)が良くないのではないかと思っている。更に想像だが、調べていて、sharpにある長いプリ・ポストエコー(リンギング)の影響かも知れないとも思うが、はっきりしない。そもそも、このプリ・ポストエコーを含めてDACの音が構成される理論なので、見た目はおかしくても※必要なんだと思う。

※slowとsharpのインパルス応答を比較すると、slowはプリ・ポストエコーがほとんどなくて綺麗だ。ただ、必ずしも それが正しいとは限らない。

正しい処理(フィルタリング)を実装してみた。

44kHz+slowの音は耳に合うが、ナイキスト周波数の上の漏れが多いのは物理的に「正しくない」気がするので、アップサンプリング(96kHz)と耳閉感を抑えるため、超高域を減らすslowに似せた特性の LPFを使うことにした。 (→ 参考? → 参考?: 偶然だが少し似たシステムがあった)

趣味なので、別に正しくなくても、耳に合って気分良き聴ければいいとは思うが、物事はなるべく綺麗にしたいという気持ちもあるので、敢えて苦労・苦闘した。

LPFは いろいろ試行錯誤して、音が悪くならず(耳を痛めず)、特性がslowに近くなるものを見付け・調整した。

これのインパルス応答はslowほどではないものの結構綺麗で、プリエコーがほとんどない。

まあ、全くの酔狂ではあるが、これがうまく行けば、あとでDACを買い替えた時に、仮にそのフィルタが耳に合わず、更に切り替えできなくても、この方法で音を調整できそうだから良い。

この音をしばらく試して問題なければ「一段落」となり、載せる図などを集めて文章を整えれば終わりのはずだったのだが、、、

ちゃぶ台返し! (フィルタ関係を ほとんど全取っ替え)

そのLPFを いろいろ確認・調整・改良している うちに、位相や振幅の周波数変化や左右差が大きいのは良くない(要するに、音に対する処理は最低限にしたい)と考えて、(苦労した)上のフィルタも(その前にちょっと思い付いた)HD2Cも止め、補正フィルタも左右統合して、処理を随分簡素化した。

部屋の特性補正用のフィルタの超低域(< 100Hz)の歪みが増大しているのが気になって、上で使ったフィルタにしてみたら うまく減ったのが切っ掛けだった。

注: HD2C: ソフトでDACの2次歪みを補償する(しようとした)処理 (2023/5/16記)

スピーカーから出した実際の特性は分からないが、聴感は良い。何となく、音がよりクリアになり(音が「一皮剥けた」感じ)、よりストレートに聞こえるのにキツくなく、却って聞きやすくなった気がする(例によって、たまたまとか耳の調子とか気のせいの気はするが)。

→ 実際の特性は問題なかった。その後、微調整したり長く聴くにつれ、本当に音がクリアになったのを実感している。いつものように、今まで聞こえなかった音が更に聞こえるようになった。「情報量が増した」ってやつか。

左右の特性(特に位相?)を揃えるのは重要そうだ。 (12/22)

その代わり、HD2Cも止めたので歪みは全域で左右がアンバランスだ。ただ、歪みが増大しているといっても、RがLの約2倍になって0.0012%程度なので、大きな問題ではない(実際、HD2Cを入れる前も気にならなかった)気がする。それでも何とか解消したくて、原因と対処案を考えている。が、それはソフトではできないので、貴重なサウンドカードを壊す可能性もある・・・ (12/13 17:37)

更にどんでん返しが!

昨夜寝る前に、96kHzへのアップサンプルは良くない気がした。というのは、96kHzは44.1kHzの整数倍でないので、複数のサンプルが混じるためだ(まあ、高精度な処理をすれば実害はないのだが)。

それで、44kHzに戻ることを考え、その時のフィルタをどうするかと、slowとsharpフィルタのエイリアシング成分の漏れを再度比較するためにグラフを見返していたら、おかしなことに気付いた。入力している周波数のエイリアシング成分でない、更に高い周波数に大きい漏れがあるのだ。どうも、測定時に意図しないレート変換があったようで、どうやら、測定のために44.1kHzのテスト信号を再生する時にALSAが48kHzに変換していたようだ。

が、それでも、slowフィルタが良くないことには変わりない。

それで、結局、一番最初に戻って44.1kHzでsharpフィルタで試すことにした。これが耳に合わないなら、96kHzにアップサンプルするか。。。 (12/15 7:39)

だがしかし、まだまだｗ

やっぱり44.1kHzとsharpフィルタは駄目で、数時間で耳に来た。耳閉感が起こり、音が悪くも感じた。それで96kHzにしたら、耳は嘘のように治り、音がクリアになった。それから丸一日聴いているけど、問題は起こっていない。

全く謎は深い。

その後、アップサンプルに使うリサンプラを比較して、PAのものだとspeex-float-10が一番良さそうだった。なお、soxr-vhqが良い説が強く、最初はそれにして居たが、比べたら1kHzくらいからの位相の遅れが気になるので止めた。speex-float-10はsoxr-vhqの半分くらいだった。

また、GMBはPAにもJACKに出せるので、JACKに出す時に設定するリサンプラGstreamerのaudioresampleの引数を変えてPA(speex-float-10)と比較したら、特性の測定が難しいこともあって、明確な答えが出なかった。今は、小さな差ではあるが、雑音は多いものの歪みが少ない(まだ結果に自信がない)ので、PAに出すことにしている。 (12/16記)

注: "PA": PulseAudio(Linuxのサウンド系), "JACK": JACK Audio(Linuxのサウンド系), "GMB": gmusicbrowser(Linuxの音楽再生アプリ) (2023/5/16記)

まだまだ!

(出力の追加コンデンサで、なぜか耳閉感が出なくなった話。あと、コンデンサの音の話)

注: 「出力の追加コンデンサ」: ASUSのDAC出力にコンデンサを追加したこと。代替カップリングコンデンサの最初。 (2023/5/16記)

 

最後に言い訳じみたことを書くが、僕は決してオーディオの音を良く・好みにしようとして こんなことをしている訳ではない。部屋の作りとスピーカーと聴く位置で音が変わるから補正は必要だし、DACは そのままの音で問題なければ何もしないが、たまたま元々の音が耳に合わない(例: 耳閉感)※ので、仕方なく調整しているのだ。まあ、おそらく一般の方は全く関係ないことで、僕の耳が過敏とかちょっと病気なためだろう・・・

※記憶をたどると、サウンドカードを買ったばかりの頃は問題なかったが、ここ数年で合わなくなったようだ。アンプを自作に換えたのと時期が合うのが気になる。: アンプが劣化して雑音が多いのか、逆にすごく良くなって微細な音(雑音まで)も聞こえるようになったのか・・・

 

(あと、ScarlettのLPFも書く? Focusriteへの問い合わせの結果(やっぱりクソだった)と一緒に別にする?)

注: 「ScarlettのLPF」: ScarlettのDACから30kHz以上の雑音が出ていたので、外付けのアナログLPFで抑制しようとしたけど うまく行かなかった話。 (2023/5/16記)

はじめに、このレビューはSoundFortの技術の方が回答拒否した、ユーザーによる測定結果に基づいているので、彼らは読まない・無視するだろうから、歯に衣着せずに書く(だから、気を遣う必要がなくて却ってありがたい)。

僕が されたことへのお返しに、SoundFortによる いかなる反論にも「回答を差し控える」。「ユーザーによる勝手な測定結果は見ない」なら、到底マトモな反論はできないだろう。「測定結果は見てないし、証拠も出さないけど、それは違う」とか言うの? まあ、勝手に言えば?

ユーザーによる測定結果に取り合わないのは良くあることだが、音や技術だのに拘っていると豪語している割には随分いい加減で都合がいい。最初に心配したとおり、(個人のキットや個人が興している会社に多いが、)俺様とか独善とか偉そうな、自分を崇めない人からの意見を無視・排除する態度が大嫌いだ。

下らない製品に付き合うのが馬鹿らしいので、詳しくは書かないことにし、とりあえず、レビューの体裁には しておく。

(11/28 19:44) その後、試用機を返送して到着したはずなのに連絡はなく、レビューキャンペーンとかいうのに申し込んだのに受理通知も もらえるはずだったギフトの通知もなく、騙された感じだ。キャンペーンのページには「自社は いくら悪く書いてもいい」みたいなことが書いてあったけど、実際にはそんなことはなく、(最初に予想したのだが、)都合の悪いレビューは無視して なかったことにするのだろう(だから いいレビューしか載ってない?)。

送信しても自動返信メールが来ない謎システムは、こういうところに役立てているのかと思ってしまう。

まあ、キャンペーンでもらえるはずだったAmazonギフト2千円を宛てるつもりだった試用機の返送料は、ここに会社としての体をなしてないことが分かったことの勉強料だと思って諦める。本当に馬鹿らしいが、良く考えずに軽い気持ちで応募した僕がアフォだった。

***

SoundFort DS-200が無料で試用させてもらえるので、次期DACの検討を兼ねて評価した。あらかじめ書くが、全部「おま環」で良い。どうせ証拠なしに否定されるんだから。

結論: × (1/5): 何も良いことがない。

音質: × (1/5)

最初は高音が はっきり出るようになった(強目になった)と思ったが、実際には不自然な音だった。しばらく聴いていたら耳閉感が起こったし、段々、音が悪く、あるいは、不自然に感じるようになった。

測定結果を送らずとも、仮に彼らに「耳閉感が出る」と送っても、「各自の環境・体調などに依存するので分からない云々」で済まされるのは火を見るより明らかだ。が、現にDS-200で聴くと耳閉感が出て、元のサウンドカード(ASUS Essence STX II、以下ASUS)に戻すと治るので、(測定するまでもなく)DS-200は明らかに音が悪い。

使い勝手: × (2/5)

話にならない。ACアダプタの電源を切ったら、次に電源を入れる時はアダプタをonにして更に電源ボタンを押さなければonにならないなんて、使いにく過ぎる。なぜ、わざわざ電子スイッチにしたのか理解不能だ。※ 無駄もいいところだ。機械スイッチのほうが百万倍良い。不便でしょうがないので、輪ゴムなどで対処した。

※ACアダプタは常時onで? 発火とか絶対にない? 保証できる?? それなら大したものだ。

電源on/off時には小さいがポップ音が出る。あらかじめ読んでいた気がするが、まあ、「オーディオ機器」としては お粗末な限りだ。

ちなみに、今のサウンドカード(ASUS)は そんな雑音は全然出ない。当然のことだ。

期待していなかったが、DACのフィルタも変えられない。「デジタルフィルターのチューニングにより」とか書いてあるが、何をチューニングしたというのか、是非教えて欲しい。当然ながら、外付けデジタルフィルタの訳はない(もしそうなら、仰々しく書くはずだ)。単にPCM1795のデフォルトのsharp(fast) roll-offのままじゃないか(実際、こちらの質問にsharpかfastと答えていた)。

特性の測定・評価結果: × (1/5)

振幅や位相や歪みは問題ないが、僕にすれば、さまざまな雑音(ノイズ)が ひどい。少なくとも以下の4種類の雑音があり、多くはレベル(音量)は小さいものの、上述の耳閉感を引き起こしているように推測する。

• [常に] 34-35kHz: 消費電力に依存して周波数が変わるので、電源からでは? 調べても分からなかったが、ACアダプタのスイッチング周波数?
• [常に] 100Hz-1kHz辺りの広目の雑音(時間とともに周波数が上がる): これも電源からでは?
• [同軸接続時] 100Hz-10kHzまでの広い範囲の雑音: 何かは分からないが、余りにもひどい。
• [USB接続時] 8kHzの高調波(振幅が大きい): USBのフレームノイズでは? (→ 参照: "4.3 USB frame and packet noise")

きっと、上の全部を合わせても仕様のSN比は満たしているのだろうが、僕から見れば ものすごく お粗末だ。まさか、「聞こえなければ問題ない」とは言わないとは思うが、もしそうだったら ラジオの修理レベルだよ?

ユーザの測定結果は門前払いだし、聞こえはしないものの、聴いた感じが「なんか変」と言ったとしても、「こっちでは再現しない」、「環境依存」、「個人差」、「気のせい」などど言われて門前払いされるだろうから、ラジオと同じレベルの対応となって泣き寝入りするしかない。

そういう対応なら、そもそも32ビットも24ビットも何百kHzもDSDも全く要らなくて、CDレベルでお釣りが来るから、製品の存在意義がないよ?

だが、オーディオ機器は、本来、そういう とても微妙な感覚が対象の製品のはずなのに門前払いでは、大問題だし存在意義がない。

結局、「いい音だ」、「素晴らしい」とかいう褒め言葉しか聞きたくない・見たくない、この界隈に良く居る 技術者面したオ○ニー野郎なんだろうか?

雑音について

雑音は同軸接続(グラフ: ベージュ)が一番ひどかった。USB(グラフ: 青)も8kHzの高調波の鋭いピークが多くて良くないし、光(グラフ: ピンク)もUSBも同軸に負けずに広範囲な山があった。結局、どうしても雑音は避けられないようだ。いくらレベルが低いとは言え(いや、USBの雑音は決してレベルが低くない)、これは許容できない。というのは、雑音の嵐と呼ばれるPCに挿しているサウンドカード(グラフ: 灰)に完全に負けているからだ。

「ピュア&クリーンな電源回路」とかデジタルとアナログの基板を分けて「アナログ/デジタル回路間の干渉を大幅に抑制する」とか書いてあるが、効果が見えない。単にスペースの都合で分けたのはないのか。電源とUSBの雑音がアナログ出力に盛大に出ているからクリーンじゃないし、アナログ・デジタルが分離されているようには見えない。

(11/25 20:02) 試す前に、一体DACのチップは どちらに載っているかと思ったが、サイトの写真を良く見ても分からなかった。デジタル基板だろうとは思ったが、では、それに繋がるI/V変換部はアナログ基板に載っているのだろうか? そんなの論外だろうからデジタル基板とすれば、やっぱり分離できていない。じゃあ、I/Vはアナログ基板に載せて そこまで線を伸ばしているのかも知れないが、さすがに ありえな過ぎる。

だから、「デジ・アナ基板分離」はキャッチフレーズで、単にスペースの問題か ただ分けたかったからそうしたと見る。無意味も いいところ。この製品には そういうのが多いな。

「雑音なんて おま環だから分からない」と言われてもいいが、いつも それで済ませて平気な顔をするなら、余りにも対応範囲の狭い、自分のところだけでしかちゃんと動かないものではないか? それなら、まず自分の環境と それでの測定結果を示して、「これ以外は知らん」と書けばいいのに。

そもそも、「他は分からない・知らない・見識がないからコメントできない」(このやり方は政治家に多いね)程度の、要するに何も分からない人が、良くオーディオ「製品」を作って売れるものだと思う。

買うか買わないか: 当然、買わない!

コメント

敢えて言おう、「腰抜け」と! 悔しいなら、自分たちの雑音の測定結果のグラフを一個でも出せ! どうせ「環境依存」で逃げるだろうが。

 

PS. 僕の環境とか聴いた曲と印象などの記録はあるから、聞かれれば いくらでも書く。ただ、誰にも聞かれてないのに、大きな意味のないものを ご丁寧に書くのは馬鹿らしいので省略した。それ以外にも、書こうと思って居たことは いろいろあるが、省いた。

PS2. 例によって思い付きで することには碌なことがなく、苦労する意味のないものを試してしまったが、一つだけ収穫があった。これの雑音のおかげで耳閉感の原因(の一つ?)が掴めたかも知れないのだ。かなり小さくて、あるいは、可聴域外で聞こえない雑音でも、耳閉感を起こすことがあるのではないかと推測している。その原因の雑音を生成する方法を考えて、試行・調査している(ただ、耳にキツいので余りやりたくない)。

PS3. あ、もう一個収穫があった。: JACKを今までちゃんと動かなかった、44.1kHz以上の96kとか192kHzで ちゃんと動かす方法・設定が確立できたことや、同じくJACKでUSBのDACを ちゃんと動かせるようになったのは大変な収穫だ。結構苦労したが、ありがたいｗ

前者のおかげで、自作アンプBA3886の超高域(20k-50kHz)の動作に問題がないことを確認できて、安心した。ありがたい ありがたい ありがたい。

 

(11/23 19:00 加筆)

良く考えたり調べれば分かることは多いが、分からないこともある。ただ、それが本当の謎と言えるかは怪しく、自分に知識や経験が ないからかも知れない。

だから、それらをすぐに謎(だから分かりようがなく、どうしようもない)と決めつけて思考停止したり、(いかにも権威ありそうな)他人の言うことを盲信するのは大嫌いだ。

 

(本題)

先日、以前にも起こっていた、たまに左のスピーカーから小さい「ポツ」という雑音が出る件が ぶり返したので、自作のアンプBA3886に問題がある・生じたのか不安になって原因を確かめている。

雑音の原因の可能性は いろいろある。以下に示す、音の経路にある要素のすべてが そうだ。

PC

再生アプリ → ドライバ類(JACK, PulseAudio, ALSA) → サウンドカード(DAC)

↓
再生機器

コード1(L/R) → ボリューム → コード2(L/R) → アンプ → コード3(L)/4(R) → スピーカー(L)/(R)

アンプに問題があると厄介(対処が面倒、気が重い・・・)なので、そこには目を瞑る。のでなくｗ、まずはアンプに焦点を当てることにした。: 具体的には、アンプの入力(コード2-L/R)と出力(コード3,4)で左右(LR)チャネルを入れ替えて試している。それで雑音が右から出たらアンプが おかしく、左からなら それ以外のはずだ。

 

(なぜかScarlettのドツボにハマる・・・)

一方、他の大きな原因としてサウンドカード(ASUS Essence STX II, 以下、ASUS)も考えられる。古いものだし、一度壊して(無理やり)修理したことがあるからだ。仮にASUSが駄目になっているとしたら交換することになるが、次のものは すぐには決まらないから※、まずは手持ちのオーディオインタフェース(Focusrite Scarlett Solo Gen. 3, 以下、Scarlett)の可能性を調べた。以前試したら今ひとつだったが、再度試してみることにした。

※実際にAmazonなどで探したが、手頃なものでは「欲しい」と思えるものがなかった。しかも、近頃は その辺りの業界は様変わりしていて、日本メーカーのものは ほとんどなく、中国がほとんどだ。(先入観は良くないが、)手頃なものでも仕様・特性が すごいものはあるが、本当にその値が出るのか、そして音は いいのか、結構疑問だ。

参考までに、少し前の候補は以下だが、後述の「すごく良い特性が必要だ」という誤った結論の時に選んだので、現在(自分に合う音のものが良い)は もう少し違って来そうだ(が、音が自分に合うかを確かめる術はない・・・)。

MOTU M2; Native Instruments Komplete Audio 1; Sabaj A10d(2021年版); S.M.S.L SU-6, D-6; TOPPING E50, E30II, D10s

更に、(いつになるかは未定だが)次期PCではUSB接続のDACにする(せざるを得ない)だろうから、その使い勝手も試したかった。

Scarlettの音を聴いてみると、最初は低音が豊かでパワフルに聞こえたが、実際には駄目な音だった。: 少し聴くと、豊かだと思われた低音は締まりがない こもった感じで、聴き続けたら少し耳閉感が起こった。あと、前のアンプ(改造後?)やイコライザ(BEHRINGER DEQ2496)をDACに使おうとした時にも あったのだが、音に雑物・不純物が混じっているような、ザラついたような埃っぽい感じ(要するに「音が悪い」)もした。

何が悪くて そうなっているか分からなかったので 接続や音量などを調整してみたが、改善できなかった。

それで、Scarlettの(ライン出力の)オーディオ特性を測定し、音が悪い原因を探ってみた。: すると、なぜか、振幅の周波数特性や歪みが局所的に変動する箇所があった。(→ グラフ1: 右下のインパルス, グラフ2: 左の山) また、歪みがかなり多かった(仕様の量を超えていた)ものの、決定的ではなかった。(→ グラフ)

それで、「仕様・特性がASUSより悪い(雑音: 約6倍, 歪み: 約10倍)ためだ」という、にわかには信じがたい※結論に なり掛けた。＊

※というのは、確かにScarlettはASUSに比べると悪いものの、絶対的には、ダイナミックレンジは100dB以上だし、歪みも0.002%と大きくないからだ。これで駄目なら、普通の機器(すべてのCDを含む)は全部駄目なことになる。

＊なので、この時は、「ハイレゾのオーディオ機器は本当に必要だった」という、それまでの持論を覆す結論にすらなり、そういう流れで書こうと思って居た。

ところが、その後、偶然にも問題の本当の原因が分かり、Scarlettの特性は充分良い(= 「最高」ではないが、実用には全く問題ない)ことが確認できた。

Scarlettの出力の接続の仕方が悪かった。: すっかり忘れて居た(というか、最初から意識して居なかったかも)のだが、Scarlettのライン出力は実はバランス(TRSジャック=ステレオ標準ジャック)で※、特性測定時にTSプラグ(モノラル標準プラグ)を使ったために負出力がGNDにショートされた＊のが良くなかったようで、TRSプラグに換えて負出力を開放したら直った。 (→ プラグの比較, 参照: 「バランスーアンバランスのケーブル接続について」: 「4、電子バランスOUTPUT → アンバランスINPUT」)

それに気付く前も、歪みの多さからScarlettの出力アンプが飽和しているのかと思って、入出力振幅(レベル)を調整したりしたが、直らなかった。

※問題の原因が分からないので、何かヒントがあるかとマニュアルを見直していたら、仕様のところにバランス出力であることが書いてあって気付いた。

＊バランスであることは忘れて居たが、無意識に(そこら辺にあった物を使って)した接続が偶然マニュアルどおりのアンバランスへの変換だった(けど、駄目だった)。

問題が起こる理由を考えるだが、今ひとつ分からない。: バランス出力だから出力アンプは正負別のはずで、しかも、正負それぞれの出力ジャックの前に直列抵抗が入っているだろうから、負出力をショートしても正出力側には影響は出ないはずだが、振幅が大きい場合に終段のアンプ(オペアンプ)の負荷が高くなって局所的に電源電圧が変動(低下)したためではないかと想像している。他に、アンプの発振や、GND電位が局所的に変動して正出力が変動することが考えられるが、実際に起こるのかは分からない。

(11/9 15:13) 想像を元にシミュレートしてみたら、やはり、負出力をショートしてアンバランスに変換した場合はオペアンプが過負荷になって居る可能性がありそうなことが分かった。

まず、Scarlettの回路図は手に入らないので、出力部が(僕の想像どおりの)AKMのDAC AK4393のデータシートにある回路例(「Figure 11. 外部LPF回路例 2」)のようになっていると想定した。※ シミュレーターを用いて、その回路の通常時(バランス出力)と負側をショートして(無理に)アンバランスに変換した場合をシミュレートした。

※が、もし本当にこのような回路で負側をショートしてアンバランスに変換させているしたら、それこそアマ以下だ。なお、AKMのデータシートでは、これのあとに ちゃんとアンバランス出力回路があるので問題ない。

すると、想像通り、ショートした場合にはオペアンプから大電流(5Vの場合、100mA前後)が流れることが分かった。

次に、同様に負出力をショートしてアンバランスに変換する方法をマニュアルに記載しているDEQ2496の出力回路(仕様には"servo-balanced"とある。: そのものは入手できないので、姉妹品DCX2496の出力回路を使った(→ 掲載例))でもシミュレートしてみた。知識が足りないため、この回路の動作が全然理解できないのだが※、出力をショートしてもオペアンプから大電流は流れなかった(5Vの場合、5mA以下)。

※それでシミュレーターを使った。シミュレート結果を見ていたら、ショート時と開放時の動作が ちゃんと連続していて、実に良く出来ていると思った。

まあ、Scarlettの回路は想像でしかなく、実際にはDCX2496と同様になっているのかも知れないが、電源off時のポップ音(DCX2496では ちゃんとミュートしようとしている。: 回路図の"AMUTE")といい、Behringerに比べて随分杜撰な作りをしているようなので、想像どおりなのかも知れない。そうであれば、僕の測定結果と推測が裏付けられる。仮にそうでなくても、いろいろ杜撰なので、どういう異常が起こってもおかしくないという想像は覆せない。実際に駄目だったし!

まあ、DCX2496の回路にも言いたいことがある(例: DAC(バランス)→アンバランス→バランス(XLR出力)でいいのか?)が、堅実だというのは確かだ。

(ここまで11/9 15:13)

 

(更にDEQ2496にもハマる・・・)

(11/10 1:04) ついでに、死蔵していたDEQ2496(以下、DEQ)がDACとして使えるかと思い、特性を測ってみた。※: 振幅は問題なかったものの、歪みは約500Hz以上が単調増加する ひどいものだった。他者の評価でもそういう傾向で、僕の測定が間違っている訳でなく、製品の作りが悪いようだ。＊ (とりあえず)歪み以外はASUSと同等なのに、詰めが甘いのか。もったいない・・・

※なぜかASUSのデジタル出力が うまく使えないため、別の出力(オンボードのRealtek)を使ったせいか位相が正しく測れなかったが、振幅と歪みは測れた。

＊実際、アナログ部分をそっくり交換して特性を向上させる(本末転倒的なｗ)基板が売られていたくらいだから、筋金入りだｗ

なお、歪みがひどいので、上のシミュレーションが合わず、バランス出力をアンバランスに変換するのに負出力をGNDにショートしているのが良くないのかと思って開放したら、ものすごい雑音が出た。それで、正出力と負出力を使うようにしても雑音が大きかったので、DEQはマニュアルどおり、負出力をGNDにショートするのが正しい。

ということは、Scarlettも一応ちゃんと作ろうとしたけど、詰めが甘くて今ひとつなのかも知れない。

それから、昔はDEQをイコライザ兼DACとして使っていたが、このひどい歪みに気付かなかったか気付いても気にしなかったのは、全く しょうもなかった。

この歪みのせいで、DEQの音が悪く感じたのかも知れない。今日少し聴いた感じでは、耳閉感は起こらないものの、なんか落ち着いた・地味な感じ(高域がちょっと物足りない)に聞こえた。歪みの影響だったのだろうか。 (ここまで11/10 1:04)

(11/10 13:28, 17:19) DEQの歪みの原因が気になって回路図を見ていたら、ミュート用のトランジスタが悪いように思えた。シミュレートしてみたら、確かに繋がっているだけで高調波が出た。※(→ 図: 左下のスペクトラム) 更に、ミュート機能も不充分で、半分(正の信号)しか消せないことが分かった。＊ (→ 図: 右下の波形)

※BA3886でも 似たようなことがあった。その時はダイオードだった。

＊あの回路は一見ちゃんと動くように思えるが、そうではなかった。トランジスタは片方向にしか電流を流さない。

それで、試しにミュート用トランジスタを無効にしてみたくなって基板を見たら、どうも回路が違うようだ。※: どうやら、トランジスタの代わりにリレーでミュートしているようだ。メーカーが駄目なことに気付いて改良したのではないか(実際、どこかに"Rev. 2"とか書いてあった気がする)。

※確かにトランジスタはあるが、配置が想定と異なるので、使われ方が違うようだった(リレー駆動用のようだ)。

リレーにしても、なぜか2回路のものが2個もあるのが理解不能だった。: 入力もミュートするのか、正負左右独立にミュートするのかと思ったが、どちらも無駄な気がする。

と思って再度DCX2496の回路図を見たら、入力にリレーが使われていた(入出力レベル切り替え用のようだ)。すると、別に出力ミュート用トランジスタがあるのかも知れない。 → もう少し探す。

→ やっぱりリレーでミュートしていた。どうしてか、ミュート時(リレーのコイルがoffの時)には出力を入力に繋げているようだ(ここは理解が浅い)。電源off時にパススルー的になって好都合と考えたのだろうか。

更に、(上のDCX2496の回路とは異なり、)アナログ基板内は完全にバランスで処理しているようで、そのためにリレーが2個(1個ずつ正負、左右で2個)実装されている。随分改良した感じだ。

ただ、そのミュートは電源on時には効くもののoff時には間に合わないのか、小さくポップ音がする。それは そうだろう。電源スイッチがメカニカルなので難しいと思う。

他に気になったのは、出力のサーボ回路で歪む可能性※で、その前(リレーの辺り)から信号を取り出せば比較できそうだと思って回路(部品間の接続)を解析しようとしたが、イメージと随分違って分からず諦めた。 → その後、上記のように概ね理解し、サーボ回路の前のバッファアンプらしきところから+側だけを取れば良さそうに思った。

※Scarlettの出力回路を想像している時に参考にしたページに、正側と負側のオペアンプの出力が微妙にズレる(正負で動作が違うため)というふうに書いてあったので、それが関係していると思った。

が、そもそも、信号の経路(カップリング)に普通の電解コンデンサが多用されていたりして元々音質への配慮が余りない製品だから、いくら頑張っても無駄な感じだ。なので、「もう これしかない・・・」状態になったら頑張ることにした。 (ここまで11/10 13:28, 17:19)

(11/11 17:05) DEQの歪みの原因が気になって、サーボ回路での正負の時間差と、0近傍での不感帯?(トランジスタのスイッチング歪みの類)をJACKでシミュレートしたが、今ひとつ合わなかった。シミュレートが良くないこともあるだろうが、どちらも2次から連続した高調波が発生して歪み率が周波数によらず ほぼ一定なのに対し、DEQでは奇数次だけが発生して、周波数に応じて増加するのだ。

諦め掛けた時に、少し前に読んだ「DEQはセラミックコンデンサが使われているから性能(歪み)が悪い」(その時は余り信用しなかった)というのを思い出して調べたら、本当にそのようだ。種類(それぞれの規格)にもよるが、電圧に応じて容量が変化する(高電圧で減る)とのこと。 (→ 参照) だから、基本的にはオーディオには向かないということだ。

もちろん、ちゃんと種類を選べばセラミックだって いいのは分かるが、何かを作る時に まずは失敗しないこと・安全性を目指すなら、「オーディオ回路にセラミックコンデンサは避ける」という馬鹿の一つ覚えでも、僕は いいと思う。「君子危うきに―」だ。失敗は掛け算(か足し算か不明ｗ)で効いてくる。本質でないことにパワーを使う必要はない。

詳しくは確認していないが、例えば、ブログ:「コンデンサの歪率」の後半のLPFに使った時の周波数-歪み特性のグラフは周波数とともに歪み率が増していて、まさにDEQと同様の傾向だ。他の例では、通電してみんべ:「DACのアナログ追求⑧コンデンサその２」では歪みの傾向が逆(周波数とともに歪み率が下がる)だが、おそらく、左の例と違ってHPFにしているからではないか(未確認)。

全然知らなかった。以前どこかで読んでイメージとしては知っていたが、ここまで効くとは思っていなかった。安物の部品は駄目だね・・・

そして、仮にセラミックコンデンサがDEQの歪みの原因だとすれば、かなりの数を交換しなくてはならず(しかも小さい!)、非現実的だ(やってられない!!)。だから、上に書いた「全取っ替え」のアナログ基板が出たのだろう・・・

全部交換する前に、いくつか外して効果があるか確かめる手はある。想像だが、出力コネクタの直前にある、正負の出力とGNDの間にある2個(左右なら合計4個)が一番効きそうな気がする。もちろん やらない!ｗ

ただ、僕のDEQに本当にセラミックコンデンサが使われているかは未確認だ。というのは、「セラミックコンデンサが−」のとはリビジョンが違うせいか、その写真とコンデンサの形状が異なっているためだ。僕のは良く見るオレンジの円盤状でなくチップ部品なので、種類が分からない。容量や色からして積層セラミックの気はするが、詳しくないので分からない。

(ここまで11/11 17:05)

 

(やっとScarlettに戻る)

Scarlettの出力プラグを直したら(写真: 下側(アダプタを挿したもの)のプラグを出力ジャックに挿し、上側を測定に用入力に繋ぐ)嘘のように特性が良くなり、ほとんどASUSと同様になった(下のグラフを参照)。

「今度は大丈夫か!?」と思って聴いてみたら、大分良くなった(かなりクリア・自然になった)ものの、やっぱり耳閉感の兆候が出る。いつものように その原因は分からず、「謎」としか言いようがないが、Scarlettには以下の気になる点がある。

• 歪み: 振幅が大きい時に低域で増大する。(グラフ: 緑の左側の傾斜) → 入力の振幅を小さくすれば解消できそう。
  • これが一番もっともらしいが、他の機器でも起こることがあるので、測定上の問題や電源容量不足の可能性も考えられる。
• 位相: 高域(6k-12kHz辺り, 特に9kHz)が不自然。 (グラフ: 右側の波の形の緑と他の違い)
  • 振幅特性のグラフを見ると分かるように、かなり急(グラフには出ていないが、20kHz以上の約2kHzで数十dB落としているはず)なフィルタのためのような気がする。
  • 測定に用いたScarlettのADCのフィルタの特性の可能性もある。
    • → 書いたあとで、JACKで使える数種類のフィルタ・イコライザで超高域(15kHz)をカットした時の特性を見た限りでは 上のような変な特性にはならなかったので、この不自然さはDACとADCのフィルタの特性が掛け合わさったためだと考えられる。 (18:36)
  • 音楽再生時に使っている、部屋の特性補正用イコライザの位相特性を調べたら、中低域は不自然なものの高域(約2kHz以上)では素直(単調減少)なので、これが関係あるのかも知れない。 (→ グラフ: 青: L, 赤: R)
    • もしそうなら、DAC出力のフィルタが選択できるものが良さそうだ。 (← 下記のように、僕には必須条件のようだ。: 18:36)
  • → 書いたあとで思い付いて、JACKで使えるフィルタ・イコライザで超高域(15kHz以上)をカットして試してみた。 (18:36)
    • フィルタは上のグラフに最も形状が近かったCalf plugin packのEQ5のHigh Shelfを使った(Q=1で傾きを最も急にした)。
    • すると、開始20分後から わずかに耳閉感の兆候が現れ、1時間後に耳閉感が起こった。
    • よって、高域の急なフィルタは耳閉感の原因の可能性が高そうだ。
    • また、今までの経験から、他の帯域(中低域)でも急なフィルタを使うと耳閉感が起こった(そのために「急さ」を制限している)ので、要するに、急なフィルタによる信号の劣化(おそらく位相の急変)が耳閉感の原因(の一つ)である可能性が高そうなことが分かった。
      • 実際、今のASUSのフィルタはデフォルトでは急なもの(fast)だが、(確か耳閉感とは関係なく、)「より自然そうだ」と思い付いて、緩いもの(slow)にしている。 (グラフ: 振幅, 位相: 青: fast; 紫, 赤: slow)
      • その効果があったかは不明だが、確かに、(良く書いていた)「それまで聞こえなかった音が聞こえた」とか、クリアに聞こえることが多い。 (19:14)
        • こういうところが、メーカーが「マエストロが経験と感性でチューニングした」とか うたうところかも知れないな(実際に やっているとすればｗ)。 (19:23)
  • また、ScarlettのコーデックのDACのフィルタの特性をslowに変えれば耳閉感を緩和できるかも知れないが、添付の制御ソフトですら出来なさそうなので難しそうだ(やる気・必要性が出たら、メーカーのFocusriteに聞いてみる)。 (18:36)
• 振幅: ASUSと違い、20kHzまでフルに出ている。 (グラフ: 右端の下がり方の緑と他の違い)
  • そもそも僕は約15kHz以上は聞こえないし、15kHzくらいで切っているASUSでも耳閉感は起こるので、このこと自体は関係なさそう。

 

(11/9 19:35) 試しに、ASUSのフィルタを高域が より広く出る"fast"(上のグラフの"fast roll-off"の特性のもの)にして聴いているが、大きな問題はない。確かに、わずかに高音がキツい感じはある(それがfastの証拠?)が、耳閉感には なっていない。まあ、買った当初はデフォルトのfastで問題なく聴けていたのだから、当然ではある。

どうして大丈夫なのかは分からないが、ASUSは何かがいいようだ。だから、ASUSは僕に合っているDACだと言える。正確には、ASUSというより、それに使われているDACチップ(TI PCM1792A)を作った老舗Burr-Brown(その後TI)の功績が大きい。

ただ、良いDACチップを使っただけでは まともな特性や音は出ないので、ASUSの技術も重要だと言える。

あと、Scarlettのコーデック(Cirrus Logic CS4272)のデータシートを少し読むと、サンプリングレートによって動作モード(速度)が変わるようで、上で「不自然」と書いた44.1や48kHzは"single speed mode", 96kHz辺りは"double-", 192辺りは"quad-"となっていて、それに伴ってフィルタの特性も違う。だから、下のグラフの位相特性の違いも そのためだろう。なんで そんなクソな仕様にしたのだろう。

僕としては「全くない」。手抜きだ。こういう製品は どんなサンプリングレートでも同じ特性を出すべきで(でないとサンプリングレートで音が変わってしまう)、使うならサンプリングレートが固定の用途だ。そういうのをオーディオインタフェースに使って平気な顔をしている(それどころか、「音にこだわってこれ(CS4272)にした」とか書いているのを見た覚えがある)。見識を疑う。そもそも、その こだわった音がイマイチだ。まあ、僕とは全く合わない製品だったってことだ。

そして、次のDACを買う時は少なくとも、Focusriteの製品とCirrus Logicのチップを使ったものは却下する。旧Burr-Brownのものがあればいいけど絶滅危惧種なので、AKMかESSしか選択肢はなさそうだし、今は入手性でチップどころかメーカーすらコロッと入れ換わるほどなので、音にこだわって選ぶのは難しい・・・

ASUSのDACチップの"PCM1792A"で検索してみたら、随分いいものらしい。しかも、僕はグラフを見ても良くは分からないが、フィルタが素晴らしいとのこと。(→ 参照1, 参照2) 我ながら耳がいいのかな? というか、そういうのでないと駄目だとすれば、なんと面倒な・・・

そして、昔、そのPCM1792Aを搭載したDAC(Styleaudio Carat-Topaz)を持っていたのだが、(音の良さや貴重さに気付かずに)手放してしまったのを今になって残念に思う。が、上にも書いたように、チップだけでは いい音は出ないので、「本当に音が良かったかは分からない」としておこう。

(ここまで11/9 19:35)

 

Scarlettの出力の接続方法の問題に気付く前は、音の悪さや耳閉感から、ASUSが壊れた時に新しいDACを買うとしたら、仕様・特性が ものすごく良いもの(少なくともASUS以上)でないと駄目かと思ったが、仕様・特性だけでなく、「音が良い」(正確には「自分に合う」)ものを選ぶ必要がありそうで、なかなか難しい。

この、「自分に合う」というのが、オーディオ機器にまつわる いろいろな謎の原因の一つかも知れない。大抵の人は、自分に合う(あるいは 好む)音が いい音だと認識・表現するだろうから。

耳閉感は ほとんどの方には起こらないだろうが、例えば、仮にレコードや真空管アンプには 耳閉感に限らず、各自が不快に感じる原因因子が少ないのだとすれば、それらを好む人の気持ちが理解できる。

あと、以前良く言われていた「デジタル臭い」とか「デジタルの音は硬い」というのは、上に追記したような、フィルタが良くないこともあったのではないかと思う。音楽の配布形態にデジタルが加わる頃は、(とりあえず、出すべきでない周波数をカットすることが最重要で、)フィルタの聞こえ方の評価までは充分に できていなかったのではないだろうか。 (20:26)

更に、仮にScarlettの耳閉感が解消したとしても、以下の実使用上の問題が見付かったので、そう簡単には入れ替えられなさそうだ・・・

• スリープ時や終了時(Scarlettがoffになる時)に雑音(ポップ音)が出る。
  • 他の人も出ているので、どうにもならないようだ。もちろん、出ない機種(別メーカー)もあるから、メーカーが手を抜いたか そういう思想のようだ。
  • ScarlettのCodecチップ(CS4272)のデータシートにはミュートの回路の例が載っているが、それが有効に働くか(ちゃんと制御しているか)不明だし、正負左右の4回路を作るのは面倒だ。
    • それよりは、PCからスリープなどの前にアンプをミュートさせるほうが簡単そうな気がした。
• PCの負荷が高い場合、「ジッ」という雑音が出ることがある。
  • プライマリ出力のASUSでは起こらないので、Scarlettから音を出すために使っているプログラムalsa_outの関係だと想像している。
  • alsa_outを使わなければいいかと思ったが、なぜか、JACKのプライマリ出力にできなかった。
    • JACKの設定が誤っていたようで、その後、プライマリに出来て雑音は出なくなった。
• JACKからScarlettに音を出すalsa_outが今ひとつ不安定で、突然終了してしまうことがある。

以上のことから、ASUSがずっと壊れないことを祈るしかない。

 

(11/8 19:47) その後、寝ている時に、「Scarlettのフィルタ(LPF)のカットオフ辺りの特性が悪いなら、サンプリングレートを高くして(オーバーサンプリングして)カットオフ周波数を可聴帯域外に移せばいいのではないか?」と思い付いて、一日掛けて試したが(例によって)駄目だった。

寝ている時の思い付きに碌なものはないのだろうか??

いろいろ苦労してサンプリングレートを88.2kHzや176.4kHzにしてみたが、やっぱり耳閉感の兆候は出たし、音が悪い感じもした(疲れなどもあったのか、その後、耳鳴りまで出た)。それで、可聴帯域上限(20kHz)近くの音が出るのが駄目なのかと考えて、JACKで15kHz辺りで切るLPFを追加してみたが、効果はなかった。

結局、急なフィルタと可聴帯域上限(20kHz)近くの音(12-15kHz以上か)が耳閉感を引き起こすような感じだ。不思議なことに、ASUSでは問題ないので技術的に不可能ではないのだろうが、耳閉感を起こさないように(何らかの特性を良好に保って)高域を切るのは難しいようだ。

そこら辺が、「音の良いDAC(チップ)」という評判の正体(?)の一つなのかも知れない。

不思議なのは、サンプリングレートを変えてScarlettの特性を測ったところ、44.1kHzと48kHzだけがカットオフ周波数付近(当初は9kHz辺りが不自然だと思って居たが、比較するとカットオフ付近も変化が激しい)の位相が不自然だったことだ。それより上の88.2kHzや96kHzでは素直な特性だった。(グラフ: 黄緑: 44.1kHz, 紫: 48kHz, 赤: 88.2k, 水色: 96k) だから、不自然な位相は(上に書いた)測定に使ったADCのフィルタの影響ではなく、おそらく、Scarlettのコーデックの使い方が今ひとつなのかと想像する。

そこら辺は、「音の良いDAC(機器)」という評判の正体(?)の一つなのかも知れない。

そもそも、この思い付きの駄目だったところは、必要もないのにオーバーサンプリングすることだ。処理が増え、音が悪くなる(少なくとも良くはならない)から、いいことは何もない。そういうのはDACの中でやることで、このやり方に芽はない。

その他に、ScarlettのUSB Cコネクタ(ジャック)はプラグが上下に動くと接触不良になるようで、ケーブルを触ると電源が切れて音が切れてしまう問題が見付かり、Cコネクタ(無意味なんだからBやmicro Bにしておけば良かったのに!)が弱いのか、Scarlettや使ったケーブルの出来が悪いのか、それらの相性なのか分からないが、一応プロ用的なものなのに 随分お粗末な気はする。これでは収録中に落ちることがあるのではないか?

そう言えば、(上に書いたように、)マニュアルどおりにアンバランス接続したら駄目だし、電源off時にポップ音が出るし、まあ、「Scarlettは音が悪いうえに それ以外も いろいろイマイチだ」とガッカリし、これ以上深く関わっても おもしろいことは ない気がしている。 (ここまで11/8 19:47)

 

(ようやく本題に戻る。)

なお、そもそもの本題の時々出る雑音については、その後1-2度左から出たので、アンプは問題なさそうだ。また、DACをScarlettに入れ替えている時にも出たので、ASUSの問題でもなさそうで、ソフト(JACK)の可能性が高い。あるいは左のスピーカーや窓のシートの音かも知れない。: 原因が分かるには しばらく掛かりそうだ。

 

PS. Scarlettがバランス出力だったので、アンプもバランス入力に対応させれば わずかに音が良くなり(正確には雑音が減り)そうな気がしたが、まず面倒だし、壊す可能性が高いし、途中のボリュームをどうするんだという話もあるし、そもそも、使っているアンプ基板(ICも?)がアンバランスな気がするので止めた。まあ、僕には気分の問題だ。

PS2. 製品を選ぶ時にはレビューサイトが役に立つ。が、中にはメーカーから送られて来た製品を評価しているところ※があり、公平性に疑義があるとは言わないが、そうして出費なしで気軽に評価していいものかとか、評価対象に偏りが出ていいのだろうかと思う。

※どことは書かないが、なぜか変てこな日本髪(昔の結婚式?)の女性のアイコンの人のレビューが多いところ。

とは言え、日本の多くのメディアのような提灯記事ではない(客観的な測定結果に基づいている)し、メーカーから提供されたことを明記しているから、公平性には問題なさそうだ。

PS3. DAC(製品)を調べていたら、チップ単体について おかしなことに気付いた。: なぜかデータシートに歪み特性などの重要なグラフを載せず、フィルタ特性だけを載せているメーカーがある。: ESSとAKMだ。 (→ 例: ESS ES9038Q2M, AKM AK4393)

データシートには特定の点(例: 最大出力と小出力の2点)での値が載っているから、全く測定していない訳ではないようだが(当然だ)、なぜかグラフは載せたくないようだ。もちろん、外付け回路で大きく変わるのはあるが、開発した時のリファレンス回路での例を載せても誰も文句は言わない。そういうのがあれば、大いに選択や設計の参考になる。何か後ろめたいことがあるのか? 逆に、そういう情報がなくて、良く採用できるものだと思う。

例えば、ESSは、あるレビューサイトが指摘しているIMDの盛り上がり("ESS IMD hump")を放置しているようだ。(→ 例, スレッド: ESS THD ‘Hump’ Investigation(良く読んでない)) だからグラフを載せないのかと疑ってしまう。

おもしろいのは、上の例の記事に中国のメーカー(TOPPING)が その盛り上がりに対処できていると書いてあることだ。すごい。

だけど、グラフを見ると、問題の盛り上がりはないものの、最大振幅付近で盛り上がってしまっているので、完璧ではないようだ。それでも、歪みはかなり小さいので 大したものだ。

上に挙げたスレッドに解決策らしきもの(概略: I/V変換をESSの特性に合わせていないため(でも、そうするとアンバランス出力になってしまう)。: 全部読んでないので、確定かは不明)がある。以前から感心していたBenchmarkの人の投稿だ(そこのDACでは解決していて、その方法を書いてくれて居る)。

一方、TI(旧BB)は 様々なグラフを載せている(例: PCM1792A)。そして、今はそのTIのHi-Fi DACを載せているものは ほとんどなく、まったく希少になって居る。

技術者としては、ESSやAKMの態度(弱気とか卑怯)が全く許せないので、その点でTIのもの、しかも、最高峰と言われているPCM1729Aを使った 良いDACが欲しい。が、もう絶滅しているようだ。ますます今のサウンドカードが壊れないことを祈るしかない・・・ (11/12 20:49)

 

(11/8 19:47 Scarlettで追加で試した結果などを追記; 11/9 5:33 わずかに加筆, 15:13 バランスをアンバランスに変換する回路のシミュレーションなどを追加, 19:35 ASUSをfastで試した結果とScarlettのコーデックがクソな件を追加。おそらく完結; 11/10 1:04 DEQ2496の測定結果について追加。本当に完結?, 13:28, 17:19 DEQ2496の回路について調べた結果を追加, 19:30 題を変更; 11/11 7:17 小見出しを付けた。, 7:29 わずかに修正, 17:05 DEQの歪みの原因がセラミックコンデンサだかららしいことについて追加, 19:12 小見出しをわずかに修正; 11/12 7:28 わずかに変更・修正, 20:49 PS3を追加)