2009年8月 – エレクトロアートのデジタルオーディオ実験室

デシメーション・フィルタ作例追加

本日は一気に4件の記事を追加しました。でもblogなら毎日1件というのが当たり前なのかな？

「Ken」様からデシメーション・フィルタ基板の動作報告を頂きました。SONYの「SCD-XE6」という機種に実装されたそうです。詳しい記事はご本人様のページへどうぞ。

「Ken」様、ご報告ありがとうございました。

フィールド・レコーディング

前にも書きましたが、TIのPCM4204というADコンで遊んでいます。TIのADコンバータ、PCM420*シリーズのデータシートで周波数スペクトラムをみると、40kHzから先の周波数でデルタシグマのノイズが増えていることが見て取れます。

そのものズバリのモードもありますし、おそらく倍速のDSD(128fs)でデルタシグマ変調し、チップ内蔵のデジタル・デシメーションフィルタでPCMに変換しているのだと思います。

SACDと同スペックのDSDでは20kHzの少し先からノイズが増えていきますので、PCMのハイ・サンプリングモードで録音された音源に対して、通常のDSD録音では少なくとも高周波特性の点ではかなわないと思われます。

24bitというハイビット収録は、性能面でデルタシグマADを使わざるを得ないと思いますので、音声信号のハイクオリティデジタイズという点に関しては、倍速の128fs DSDモードでの収録が現時点での理想的な手段ではないかと思います。

自分は残念ながら音楽録音の機会はほとんどなさそうなのですが、倍速DSDの4ch録音できるUSB ADユニット基板が作りたくなってきました。かつてのフィリップスのクラシック録音の基本は、ワンポイント＋2chの4ch(さらに＋1という話も)であったと聞いています。
セミ時雨れのDSDマルチなんていうのもいいかな。 DPA4060BMを4本は無理かもしれませんが、WM-61Aを4本なら簡単です。フィールド・レコーディングという世界も、はまると結構面白いものです。
ADコンより前のアナログ・フロントエンドは別基板にして××式を試してみたりとか・・・。

各chを倍速DSDでAD変換し、たとえばFPGAでfs=176.4kHz/32bit浮動小数点の4chPCMに変換してPCへ録り込めば、SOUNDFORGEなどを使って浮動小数点演算処理でMixダウンしたりできるかな？などと思ったりもしました。

また、PCから倍速DSDで出力して、基板のFPGAで32bitのPCMに変換してから、最新の32bit対応DACで再生する、というのも面白そうです。S/PDIFという既存のフォーマットに縛られなければいろいろな可能性も見えてきます。

単にオタッキーでマニアックなだけの妄想かもしれませんが・・・。

とりあえず画のようなアプリのフレームワークを作ったのでコマンドライン用のコードを移植してみようかと・・・

残暑お見舞い申し上げます

関東地方においては、朝晩は少し涼しくなってまいりました。このまま夏が終わってしまうとしたら、今夏は冷夏ということになるのでしょうか。

さて、盆休みに、家族を連れて富士の裾野へ涼を取りに行ってまいりました。せっかくですので、KOAGのMR-1という機械を携行して、日も差さない深い森の中へ入って私の好きな「ヒグラシ」ゼミの大合唱を録ってきました。

ほぼ足元に（すくなくとも30年前は）沢ガニの生息する沢（源流は富士山の湧水）があって、なかなかいいところです。

録った後で聴いてみると、「ああすればよかった、こうすればよかった」と、いろいろ不満点が噴出してくる音源ですが、部屋を暗くしてエアコンを少し効かせてご愛用の装置で聴いてみてください。都市部にお住まいの方には癒し効果があるかもしれません。

終り近くに、カラスが飛んできて「カー、カー」と鳴くところがあるんですが、妙にリアル※でハッとしたりします（なんのこっちゃ）。マイクは無指向性のマイクをペアで使っております。WM-61Aという非常に安いカプセルにミニプラグケーブルを半分に切って繫いだだけのものをプラグインパワー端子に挿入しました。

当サイトはディープなオーディオマニア向けのサイト(を自認しているサイト)ですので、DSDデータとしてご提供します。興味がある方はどうか聴いてやってください。収録についてのアドバイスを歓迎いたします。

PS3をお持ちの方はDSDディスクを作成されるという手がございます。その場合は、.wsdファイルを.dsfに変換してください。DSDデータを再生する環境をお持ちでない方は、.wav(88.2kHz)に変換してお聴きください。変換プログラムに関しては、お手数ですが1月の記事を読み返して頂けます様にお願いします。

※都会（といっても川崎ですが）に住んでいると、アブラゼミとカラスだけはふんだんにいますので、彼らの発する音は生でいくらでも聴いており、いわゆる原音体験がふんだんにあります。カラスの声を聴いて、「あっ、いつもと同じ音じゃん！」と感じたという次第です。

USBトランスポート

CypressのFX2LPというUSB2.0対応インターフェースチップを使ってUSBオーディオ・インターフェースを作りました。

通常、USBオーディオ・インターフェースというと、USBオーディオクラスというものを使ってアイソクロナス転送という方法でS/PDIFの形でPCとデータをやり取りします。で、Windowsにはカーネル・ミキサーというものがあって、これがデータを改変したりするといわれています。

当方、アイソクロナスではなく、バルク転送を使ってデータをやり取りすることにしました。USB2.0のHiSpeedであれば、AUDIO転送には十分すぎる帯域がありますので、FX2LP側の( 今回作った )基板にクロックを載せてこちらをマスタにすることができます。

従ってそこからS/PDIFで送り出すのではなく、直接DACを駆動するのであれば、ジッタの心配はありません。

当方はとりあえず( デジタルオーディオ基板の )開発マニアですので、WAVEファイルだけではなく、DSDファイルを再生できるようにしました( というか、とりあえず今はDSDだけ再生可能 )。

しかも、128fsという倍速のDSDでもThinkPad X31というセントリーノ( スペルを忘れた！ )搭載超古いWindowsXPパソコンでも問題ないことを確認できました。よって、176.4kHz/192kHzのWAVEファイルでも転送速度的に問題ないでしょう。

倍速のDSDデータは、とりあえず1bitコンソシアムのデータを利用させていただきました。単純に再生してDSD対応DACでD/A変換してもよいのですが、PCM4204というTIのチップがあるので、それを使って遊んでみました。

このPCM4204というA/Dコンバータは、DSDを入力すると44.1kHzのPCMに変換してくれる機能があります( 44.1kHzオンリーのようです )。そこで、こいつに128fsの倍速DSD信号を喰わせて、44.1kHzのS/PDIFを吐き出させるという、酔狂な実験をよりによってお盆休みに実行したのでした。

結果は、すでに書いたとおりに、うまいこと動作したというわけです。

デジカメが不調で証拠 (笑) 写真が載せられないのが残念ですが、PCから見てオーディオデータの吐き出しと、キャプチャの双方ともできていますので、4chの倍速DSD対応 USB A/Dコンバータ、なんていうのも( 帯域が許せば )できそうです。