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ラズパイは、仕事でデモ用のコントロールユニットを作るのに利用してから使っています。

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日記

I2S通信での信号劣化

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2019年08月16日

I2S通信での信号劣化は、ノイズが乗れば簡単に起きます。
デジタル通信なので1か0のどちらかを、クロックの立ち上がりと立下りの切り替わりを使って送る仕組みになっています。

図はノイズがないときの波形を簡単に表しています。(ノーマルが1になっていますが実際は違うかもしれません。)
ここで重要なのは、DATAがセットされている期間のちょうど真ん中あたりの、CLOCK切り替わりでデータの受け渡しが行われることです(data get)。DATA信号レベルの変化するポイントから最も遠いところになるので、よいタイミングと言えます。
原理上、CLOCKの周期が多少変化しても、値を取り違えるほどの影響はないようになっています。

一方、CLOCKのレベルが変化したとき、データの受け渡しは速やかに行われるべきなので、これの感度は比較的高く設定されます。要は、敏感に反応するということです。敏感な箇所にノイズが乗ると、被害が出やすくなります。

図は、先の図のCLOCKにノイズが乗った状態を表しています。bit2の受け渡しがノイズによって行われるので、値がおかしくなります。おかしなデータを判別したり、訂正したりする仕組みはありません。不具合の発生率を許容範囲内に入れることで、音質を一定以上のレベルに持って行くだけです。

DAC/DDCボードの電源をリニア電源や高性能LDOにすると音質が良くなることから、元々のラズパイの電源がI2Sを正しく維持できるレベルでなかったことが推測できます。

もとい、音質の良し悪しは個人が判断するものですから、正確に表現すれば、

「上を見てしまった者からすれば、DAC/DDCにラズパイの電源はNG」

となります。知らないほうが幸せというのも、また正しい。

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  1. hirofukuyaさん、初めまして!

    >DAC/DDCボードの電源をリニア電源や高性能LDOにすると音質が良くなることから、、、

    ネットワークプレーヤー内部のDACを純正品からAK4495に換装した際に、電源を一切合切作り直しました。
    リニア電源からのLDO落とし、この部分でかなり音質が変わったのを実感しました。
    先日のオフ会に来られたにらさんに「クロックを入れた様な精度の高い音」だと言われた理由がhirofukuyaさんの日記で腑に落ちました。
    ありがとうございました。

    byCENYA at2019-08-18 07:53

  2. CENYAさん、レスありがとうございます。

    MYTEK Digital の Manhattan DAC II の音を聴く機会があったのですが、高価なだけあって素晴らしい演奏になっていました。DSD と PCM で同じマスターテープから落とした音質の違いがはっきり分かるほどでした。

    製品のPRでは、ES9038PRO、低ジッターのクロック、低ノイズ電源を挙げていましたので、DACチップ、クロック、電源の3要素が効くとみていいと思います。

    ちなみに私も AKM 派です。ちょっと古い4392ですが、懐の深い音がするので気に入っています。

    byhirofukuya at2019-08-18 23:43

  3. なるほど、I2Sは理想的な無敵のデジタル伝送と言われてきましたがそんなことはなかったのですね
    物凄く勉強になりました。
    良い伝送方式かもしれませんが、物量なり良い物が必要、と。

    byグルマン at2019-08-20 14:09

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