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デジタル信号の大敵クロックジッター

さて今回はデジタル信号に纏わるお話をしたいと思います。

皆さんクロックジッターという言葉聞いた事がありますか。

ところでクロックジッターて何?これは専門用語過ぎる為わかりにくいのでかみくだいた説明しますと、デジタル信号で伝達されるデーターは、音楽データーと、そのリズムを合わせるための時間軸の信号があります。

この時間軸を定規にたとえると分かり易いかもしれません。

もし気温等の変化ににより定規が延び縮みしていたら、目盛りの位置が毎回ずれてしまいじ正確な長さが測れませんね。

これと同じで、音は時間の推移とともに現れる現象ですから、正確な定規のように、一定の時を刻むクロックが必要になります。

クロックが刻む一定のリズムが正確な定規に相当し、それに合わせて音楽信号が働きますが、このクロックのリズムが乱れたり揺らいだりしてしまう現象をジッターと呼ぶのです。

しかしこの時を刻むクロックが揺らいだり乱れたりしたらどうでしょう?

それを基にして働く音楽信号も影響を受けてしまいますから、音質に直接的に影響し、その影響力はかなり大きいのです。
ある意味クロックジッターが音の良し悪しを決めてしまうといっても過言ではございません。

CDプレーヤーなどのカタログを見ると、高精度クロック採用とかクロックジッター低減などと書かれているのを目にすることがございます。

詳しい内容は割愛いたしますが、クロックは音楽信号だけではなく様々なデジタル信号を扱う機器には必需品です。


さてこのクロックの精度が乱れてる状態がジッターというものですが、アナログ信号でいえばワウフラッターのようなもので、最悪の場合信号エラーとして認識されてしまう場合もあります。

ではそのジッターが増えると音はどうなのという事ですが、扇風機の後ろで話している声を聴かれた事がある方なら、なんとなくニュアンスがお分かりいただけるかもしれません。

jitter.jpg

上の図はクロックジッターの様子を表したものです。
縦軸は信号レベルで、横軸が時間軸になります。

センターの垂直に伸びた棒が本来の理論的な信号の値として、通常は両サイドに少し広がった状態になり、これがロックジッターを含んだ状態になります。

この幅が狭ければ狭いほどジッター量が少なく、幅が広いほどジッター量が多いといえます。

つまり両サイドの幅の少なさが、より理想的に正確な信号の状態であるわけです。


ではなぜクロックジッターは発生するのかといえば、パーツとしてのクロックの性能に大きく左右されるのは当然ですが、

その他様々な要因によってジッター量が増えてしまう現象が起きています。


たとえば振動ですが、クロックは高周波で振動していますので、外部からの振動によってそのリズムを乱されてしまうこともあります。

3000-2_2014092018353600c.jpg

エレックスで行ってきた上記画像のようなCDプレーヤーの振動対策も、ジッター量を増やさない対策の一つとして有効な手段の一つです。

これは様々なインシュレーターなどを使用することにより、音質が改善される効果があることからも有効な手法の一つでなのす。

メーカーなどがCDプレーヤーなどで、回転系などの振動発生を極力排除しようとする強固な構造を採用したりするのも、やはりそれらが効果があるという事から採用されてきたのでしょう。



それ以外の要因としては、電源などから発生するノイズがクロックに影響を与え、ジッターが増えてしまうという要因もあります。

また他の回路のクロックジッターや電磁波などが飛び交い、クロックに影響を与えてジッターを増やしてしまうこともあります。

GEDC4564aa.jpg

上記画像はシャーシ内に銅箔テープを張ったり、各電子部品に銅箔テープ<文字クリックで詳細見れます>を貼り付けたり
またICやトランジスタなどに銅ブロック大または銅ブロック小<文字クリックで詳細見れます>を貼る付けるなども、
エレックスで行ってきたチューニングですが、これらもクロックジッター対策の一つとして効果のある方法なのです。

メーカー製の製品でも似たような対策を施しているのも見られますが、やはりそれらもクロックジッターの増加を極力抑えるためのものともいえます。

これは音源のCDプレーヤーだけではなく、同じ原理で動作しているDACにも有効な手法です。

douburok_20140920183517f84.jpg

もちろん要のクロックの精度がある程度高い物でないと効果を感じ難い事はありますが、まずは余計なジッターを発生させる要因を排除する事も、クロックジッターの影響を避ける方法の一つです。


最近はインターネットの普及も手伝い、それらの技術情報も公開されルことが多く、今まで聞くことのなかったような専門用語が当たり前に目にする機会が増えてきたのも事実です。

今回のクロックジッターについても私自身そちらの専門ではございませんし、専門知識を持つ方のような深いレベルのお話はできませんが、初心者の方でもできるだけ分かりやすいようにお話をいたしました。

レベルの高いマニアの方々の場合、ジッター値を測定したり、より精度の高いクロックへ交換するなど、ご自身で手を加えてしまう方もいるようです。

専門的な情報をお知りになりたい方は、それらに関する専門記事がたくさんございますので、そちらをご参照願えればと思います。

という事で今回はここまで。

次回またこの続きの話をしたいと思います。


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