回り込みと位相変調 -Time Base Corrector

2020年07月15日

Line Synchronizerを内蔵したD1-VideoDACの前段にFrame Synchronizerを接続したら画質は如何なるか?
先日SDI Distributorによる画質の変化の検証を行っていて気になったため、昨晩検証を行いました。

高解像度版
TBC = Time Base Corrector
前々から度々述べている様にFrame Synchronizer, Line Synchronizer等のSynchronizerは基本的にDigital TBCと同じ物です。
両者の違いは用途であり、Digital TBCはジッターの除去を目的としたものでありSynchronizerは非同期信号の同期化を目的としたものであります。
Digital TBCのジッター除去はジッターのある信号を一旦メモリに書き込み、ジッターの無いクロックで読み出す事でジッターの無い信号を得るというものです。

Analog VTR用のDigital TBCでは大きなジッターに対応するためWriteCLK GeneratorがSynchronizerとは異なる物となっていました。TBC付きSynchronizerというものも存在していましたがこちらはTBC ModeとFS Modeで異なるWriteCLK Generatorを用いる仕様となっていました。

SDIではSynchronizerとDigital TBCの区別がありません。これはSDIがAnalog VTRの再生信号のような大きなジッターを許容しないため区別する要素が無いのです。

言い換えればSDIはDigital TBCを必要としないとも言えます。
しかし画面上の像が露骨に歪まない様な小さなジッターであっても人間の視覚は画質の変化を認知してしまう為、またPLLを用いたジッタークリーナーでは視覚的画質の悪化に大きな影響を及ぼす概ね100Hz未満の低域ジッターを殆ど除去出来ない為、良好な画質を得る為にはDigital TBCが必要になるのです。

高解像度版
今回検証を行った機器構成です。
Line Synchronizer/D1-VideoDACの前段にFrame Synchronizerを挿入した場合とActive Through出力させた場合の画質を比較しました。

結果としてはDigital TBCとしての画質改善効果を確認する事が出来ました。
画質としてはアニメ素材でフィルムグレインも埃や塵も潰れずにさらりと描き出される印象になります。

この結果から考察すると、LineSynchronizerを内蔵したD1-VideoDACのデジタルフロントエンド部で発生した反転ノイズ等がアナログバックエンド側に伝送し結果としてRead CLKを位相変調する影響が出てしまっている可能性が考えられます。

この検証によって、伝送ノイズと位相雑音の画質への悪影響の切り分けをもう一歩進める事が出来ました。

加えてSBX1602AによるActive Through出力とCXB1341R, CXB1342Rを搭載したFrame Synchronizerの出力の画質比較を行いました。

結果として傾向を把握する事が出来ました。
先日まで行って来た検証と合わせて考察するとSystem Frame若しくはCXB1341R, CXB1342Rに平坦で固い画とする傾向が有る可能性が見えてきました。詳しい傾向とその原因の把握には追加の検証を行う必要があります。

今回検証作業を行い、フロントエンド側で発生したノイズがバックエンド側に回り込み出力のタイミングを位相変調してしまう事を確認出来ました。
高解像度版
本件についてはNon-External Impact Accurate DAC製作プロジェクトの方でノイズのスペクトル, パターンの管理として述べておりましたが、その実影響をより明確に確認する事が出来ました。
高解像度版
また新たな疑問としてFrame Synchronizerをもう一段増やした場合に画質が如何変化するかという物がでてきました。