ジッター測定に適したサウンドカード
CPlayのサイトやFidelixのサイトで紹介されているようなジッター評価をしてみたいと思っています。
http://www.cicsmemoryplayer.com/index.php?n=CMP.03Jitter
http://www.fidelix.jp/technology/jitter6.html
Fidelixで紹介されている手法に倣い、テスト信号のDAC出力をサウンドカードでキャプチャしてWaveSpecrtaでFFTという流れをかんがえています。
この用途に適したサウンドカードを購入したいと思うのですが、当方は全くの素人でどのような製品が良いか見当がつきません。
サウンドカードの仕様に詳しい方がいらっしゃいましたら、いくつか製品を紹介していただけませんでしょうか。
手持ちのPCはWindows10のノートPCです。
USB3.0またはUSB2.0で使えると嬉しいです。
(そもそもUSBで繋ぐのは良くないということでしたら、そのような常識も教えていただけると助かります。。。)
@パパリウス さま
シマネコです。
ジッター測定の件や記述されていることは、理解できないのですが、
USB入出力のADコンバータ、DAコンバータが必要なら、押し入れにこれがありますので、お送りしましょうか？
@シマネコ さん
ライン入力から24bitでA/D変換できればよく、2ch入力のエントリ製品なら1〜3万円あたりからラインアップされているようでした。
お申し出いただいた製品は、今回の用途には最上級と言えるほどのスペックです。
お借りしていいものかと恐縮してしまいますが、、大切に扱いますので、宜しければぜひ使わせてください。
nzatoです
私は、古い USB2.0 Audio/Midi Interface TASCAM US-122 MkII を使っています。古いエントリーモデルです。勧めするつもりはありませんが、このレベルのオーディオ・インターフェースでも測定できます。
Fidelixのサイトで紹介されている方法です。ノイズレベルは-120dBを切れませんが、アベレージにすると-140dBでます。入力は1Vramはオーバーして入らないので、VRでWS画面上で-6dBにしています。
ＳＭＰＤのV1.0B12を、マスターモードでAllow digione、 inno-hifi-dac-hat、 Sabreberry32を比較しました。digioneはspdifで、後の2つはHDMIでTOPPING D70に入力しバランス出力を表示させています。
Allow digione
inno-hifi-dac-hat (HDMI)
Sabreberry32 (HDMI)
水晶だから、差は少ないと考えていたのですが、けっこう違いますね。Sabreberry32 (HDMI)を常用することにしました。
@パパリウス さま
了解しました。
長いこと箱に入れたまま押し入れに保管しております。
明日にでも確認してお送りいたします。
当面使う予定はありませんので、ゆっくり使ってください。
少しでもSMPD改良、進化のお役に立てれば幸いです。
nzatoです
TOPPING D70の入力で、digioneのspdifとHDMIを切り替えて測定しています。DAの部分はD70共通なので何を測定しいるのかには疑問があります。
HDMIでは、DAC基盤のRasPiから送られてきた信号を引きだしているので、inn-hifi-dac-hatとSabreberry32は、SCLKの品質差ぐらいで、水晶発振器の精度は充分に高いので、差は出ないのではと考えていたのですが、意外と差がありました。
digioneのspdifとSabreberryのHDMIは、二枚の画像をパタパタと切り替えて見てもほとんど差がないです。
曲で聞き比べると、一本の信号にしてしまうSPDIFより、４本の信号のままで送っているHDMIの方が混じっている音の分離が良く雰囲気が良くでています。
nzatoです
Sabreberry32の出力で、測ってみました。masterモードです。出力がアンバランスなので、インプットトランスを入れてバランスにして、オーディオ・インターフェースに入れています。D70バランス出力とレベルが違うのでVRを上げています。そのためノイズレベルが上がっています。
Sabreberry32のslaveモードも測定しましたが、うまく表示できません。表示を全周波数に広げて見ると、ピークの-60dBがノイズレベルになっていました。
同じ条件でmasterモードを測定すると-130dB近くあります。
測定してみると、masterモードとslaveモードは大きく異なることが判りました。
低予算で最も高性能な測定用機器は今ならLynx L22かと思います。PCIしかないですがヤフオクで1万円以内でした。出物があればおそらくこれが最安値で最高性能です。低価格でも以下の1-3の性能条件のバランスがよくおすすめできます。
理想は同社のLynx Hiloです。以下の画像のような領域の測定が可能です。Hiloは内部ジッターが少ないのでスプリアスが皆無でノイズフロアも低くスペクトルの裾も非常に細いです。
この画像の計測値として重要な性能指標は画像に赤で示しています。
1と2はそのままSN性能です。3はジッター性能です。RMEはADI2のFSが登場するまではLynxにこの性能で大幅に負けていました。中央の裾が大きく広がる傾向があるということです。実際にはADI2はFSとなってこの部分の性能は向上しています。
ちなみにDAC側の出力は私のAK4497を使用したDACによるものですが、DAC側はこのような正確な出力をしていてもADC側の性能が低いと裾広がりの表示になるため正確な測定評価が出来ません。
上記サイトだとRMEのほうがSINADが優秀なように見えていますがそれは+24dBuレベルの計測条件下だけでの比較です。インプットレベルが低いとADCのノイズフロアが一定のためSN性能が劣化します。だから信号レベルの低いDACの測定を行う場合はHiloが優位です。Hiloのアナログインプットトリムはとても優秀で+6dBuの信号レベルでもSNがほとんど劣化しません。このようなADCは非常にまれです。Audio Precision社の製品はそのように設計されていますが近い領域での測定が可能ということです。
現代の高価格、高性能コンバーターでもこの部分の性能が不足している製品はいくつかあります。代表的なものはAntelope AmariやUniversal Audio Xシリーズなどがそうです。どちらも120dBを超えるスペックを公称していますがインプットトリム含めた性能、そしてジッター性能はHiloに劣ります。とはいえ高額製品なので検討材料にはならないかもしれません。
個人的にMerging Anubisのダイナミックレンジ138dBという性能に興味がありますが上記のような懸念があるため実際の計測値が出てくるまでは手が出せません。
以上、ご参考までにお願いいたします。
@パパリウス さん
今お使いのDACはESSチップ搭載でジッタリダクション機能がありますし、アナログ段が弱いためDAC内部の影響が大きすぎて、smpdの評価をするには不向きのように思います。先ずは、DACを選ぶところから始められてはいかがでしょうか？
トラポの性能評価に適するDACの必要性能としては、デジタルの入力段はジッタ対策がされていないDACが向いています。アナログ段はノイズレベルが低く、なるべく電源に力がある方が有利です。Toppind D70あたりはどうでしょう？
次にyohineさんのご指摘の部分です。今のsmpdの性能はかなり良いところまで来ています。これを正確に測定しようするのであれば、ADCでジッタが載ってしまっては何を測定しているのか分からなくなってしまいます。とはいえ、Lynx Hiloは価格もそれなりになります。じっくりと吟味してから取り組まれた方が良い様に思います。
@Pass さん
smpdの評価のためにDACを選ぶというのは、目的と手段が逆転しているかなと思います。
今使っているDACでもっと良い音を聴くために、smpdを開発しています。
音質が頭打ちになり、なにをやっても音質向上しなくなったらDACを買い換えようと思っています。
もうしばらく今のDACで開発を続けようと思います。
よいDACがあればぜひご紹介ください。ぜひ試聴の機会を設け、買い替え候補をリストアップしていきたいと思います。
パパリウスさん、passさん
横槍になってしまいますが、ご容赦ください。以下意見を押し付けるつもりはありません。参考程度に読み流してください。
ある程度の客観性を開発に盛り込む場合の考え方です。特定のリファレンスシステム構成を音質基準として提示していないなら、多角的な音質評価は出来たほうが良いように思います。（誰でも再現できるリファレンス構成がない場合は）ユーザーの環境は様々だからです。
その場合ソフトウェア開発用のリファレンスに複数の機種を用意して、全く方向性の異なる音の製品、むしろ好みと異なるような機種を加えソフトウェアを検証したほうが、多くのユーザーに意図したサウンドを届けられる可能性は高くなると思うのです。
特に音質の指し示す内容が個人的好みという指標の場合、特定機種の癖を癖で塗りつぶすような音質調整となりやすく、ユーザーが全く違う機種を使っている場合に開発者の意図した方向性とは違う音を届けている可能性が高くなります。開発に癖が多いDACを使う場合は特に注意が必要な部分です。
もちろんそのような要素は開発の目的範囲外だと言われればそれまでです。それがポリシーであれば、それはそれで尊重されるべきです。それは開発者さまが一方的に決定する権利があります。
しかしそれならこのスレッドの目的である測定値の検証は度外視してもいいと経験的に思います。測定値は客観的指標であり、主観評価とはたいてい一致しないことのほうが多いからです。測定値を見て設計すると音質評価とは両立しなくなるかもしれません。そこで迷いが出ると現状と設計方針が変わってしまいます。
実際にとても悪い測定値を見てしまうとなんとかしたいと思ってしまうものです。なので最終的に主観を開発ポリシーにするならあえて測定は見ないでおくのも方法です。ハードウェアの開発をするわけではないですから、必ず見なければならないというものでもないです。
色々書いてすみませんでした。以上、ご参考程度でお願いいたします。
@パパリウス さん cc@yohine さん
誤解をさせてしまったようですみません。DACの買い替えをお勧めする意図ではありませんでした。
yohineさんの仰るように測定は客観性の取り込みなので、中途半端な測定はしても意味が無いように思います。測定を本格的に開発に活かすのであれば測定用のDACを新調されてはどうかというご提案です。今のDACはリスニング用として継続してお使い頂けば良いと思います。
なぜ、こんなご提案をするかというと、拙宅で使っているオーディオインターフェースは電源を改造して使っていますが、それでもソフトによるジッタ変化を測定できるレベルではありません。とはいえ、Toppind D70はそれほど高価ではありませんが、Lynx Hiloはそれなりのお値段になります。本気で開発に取り込むのであればそれなりに出費が必要になるという事です。
一度シマネコさんのオーディオインターフェースをお借りしてやってみて、それからご検討されてはどうでしょうか？
@yohine さん
Lynxの機器をご紹介いただきありがとうございます。
また、グラフの要点も丁寧に解説してくださりありがとうございます。
この機会に @シマネコ さんからお借りした機器で経験を積んで、本手法を開発に活かせる見通しが立ちましたら、ご紹介いただいた機器を参考に選定を進め、開発環境を充実させていきたいと思います。
開発のポリシー、、というほどのことではありませんが、自分にできることに注力したいと考えています。
「多種多様な環境に自分の意図したサウンドを届ける」というのは、自分の力を大きく超えてしまっていて、いまはそのような段階にはありません。
客観的な測定は、私の開発サイクルにとって重要な位置を占めています。測定値と聴感の関係も、朧げながら見えつつあります。
現在ソフトウェア上で収集できる情報は、I2S信号を生成するシリアライザの前段までの情報に限られてしまっていますので、ここにDAC出力の評価も加えて多角的に評価できる環境を作れば、いままで気付かなかったことの発見に繋がったり、経験的に感じていたことが視覚化されるのではと期待しています。
@Pass さん
手持の機材とお借りしたオーディオインターフェースで、トランスポートの相対評価ができるのかどうか、、、、まずは試してみたいと思います。
極論を言えば、トランスポートだけにフォーカスするならわざわざDAC出力を評価する必要はないのかもしれませんね。
J-Test信号のようにサンプリングジッターに敏感なデータ列を設計してI2SのDATAに流してそれを評価する、、、といった手法の方が、測定系のノイズフロアやジッター性能の影響を受けにくい環境を作りやすいのかもしれません。
nzatoです
私はD70を使っています。ADCが貧弱なので割り引いて考えなければなりませんが。
ノイズマージは、アベレージでも-140dBを切るのは難しく、入力アンプの影響が出ますし。信号もノイズを拾うので、インプットトランスでバランスにして入力しています。
yohineさんの測定データは凄いです。-160dBが綺麗に出ています。アベレージ100で-20dBなっているとはいえ、DACの出力で-160dBは凄い。熱雑音はどうなっているのでしょうか？。
@パパリウス さん
難しいですね。カタログスペックを見ると、ADC側のS/Nもそれほど良くないのです。
現状だとどちらのSNが悪いか判断できかねますね。
ちなみに拙宅でもオーディオインターフェースの限界でこれぐらいまでしか見れません。
@パパリウスさん
大事なことに集中してお伝えしたいと思います。ADCの純粋性能を見る場合は入力ショートをします。この時点のノイズフロアがADCの限界です。ADCを変えなければノイズフロアはそれ以下にはなりません。
DACをD70に変更してもADCの性能が不足すればADCも変更しなければ違いは見えません。そのためにHilo等の良いADCを買えるかどうかです。ADI2でも良いですがこちらは+24dBuフルスケールの出力をDACが出せなければカタログスペックでの計測はできません。DACの出力がもし+12dBuだとするとスペックのSN値から-12dBになるということです。この場合+24dBuに合わせられるローノイズプリアンプが必要になります。結局出費はかかるということです。
いずれにせよあわせて20万円以上の出費になるかと思います。計測は重要なのは同意しますが相応の予算はかかってしまいます。それでもAudio Precisionの測定器を買うよりは現実的です。
@nzatoさん
熱雑音、ジッターはともに考慮に入れて設計しています。これはAK4497+SPDIFでの計測ですがAK4499になると更に性能が上がりました。そうなるとHiloの計測限界以下なので実際のノイズフロアはもっと低い位置にありそうです。
しかし現実はそのような状態であってもトランスポートの品質の影響は受けます。
