2020年10月19日

クロックジェネレーター（以降CGと略記）を、クロック入力のある機器に接続すると、めちゃ音が良くなるらしい。我がシステムのSACD/CDプレーヤー エソテリックK-07Xsはクロック入力が可能なので、そのままCGを接続できる。

改めて考えてみると、私はCGについての知識がほとんど無かった。そもそもクロックとは何か？ から理解する必要があることに気づいた。

そこで、このスレッドではCGに関係することを、備忘録的に書いていこうと思う。

ー＊ー＊ー＊ー＊ー

と、いうことで、
このスレッドにちょっとでも興味がある方、コメント大歓迎です。私の理解の間違いや勘違いなどを訂正していただければ、なお助かります。

2020/10/19 16:59  [2185-561]   

2020年10月19日（火）


クロック(Clock)、クロック信号＝コンピューターにおけるデジタル回路の同期をとるための周期的信号


●デジタル回路において、各回路同士の処理（計算とか）のタイミングを合わせるための信号

●接続されたデジタル機器同士の処理のタイミングを合わせるための信号

●デジタルの処理としては、正確な同期信号が求められる

いきなり小難しい。


「周期的信号」＝音楽の世界で言えば「メトロノーム」が真っ先に思い浮かぶ。メトロノームは、カチ、カチ、と常に同じテンポで時を刻む。メトロノームの音を頼りとして、楽器を演奏したり、歌を歌う。

オーケストラ（楽団）の指揮者はどうか？ オーケストラは指揮者の棒に合わせて演奏する。でも、指揮者は「クロック」ではないだろう。なぜなら、指揮者は正確なテンポを刻まないから。時にゆっくり、時に速く。これはクロックの概念とは異なる。

「クロック」は、音楽の世界で言うところのメトロノームに相当する。コンピューター、つまりデジタル回路上において「正確な信号を発しているメトロノームの音」と考えれば良いだろう。


●クロック＝デジタルの世界の中におけるメトロノームの音。（非常に正確なテンポを刻む）

2020/10/19 21:09  [2185-562]   

2020年10月19日（月） ↑↑↑　1つ前のスレの曜日（火）は（月）の間違い


●発振＝一定の持続的振動を発生すること。普通、電気信号の場合をいう。「―回路」「―器」


クロックは「1秒間に何回発振するか」＝「クロック周波数」で表現する。周波数なので、単位は「Hz（ヘルツ）」となる。


●クロックは周波数、Hzで表す

●クロックを生成する電気回路を「発振回路（electronic oscillator）」と言う

●「発生装置」は「ジェネレーター(generator)」と言う

●クロックジェネレーター＝「同期信号発生装置」


クロックが必要なのだから、クロックを生み出す回路＝発振器（オシレーター）が必要なわけで、通常コンピューターは機器内部に発振器を持つ。これで生成したクロックを「インターナル・クロック」と言う。

「オシレーター（発振器）」と「ジェネレーター（発生機）」の使い分けがややこしい。

2020/10/19 21:18  [2185-563]   

2020年10月20日（火）


発振器（オシレーター）の仕組み。

物質に電圧をかけると、その物質が振動する。振動の周期は物質によって異なる。これを固有振動と言う。周期的に起こる振動なので周波数で表し、単位はHz（ヘルツ）。クリスタル発振器は、水晶に電圧をかけて得られる共振周波数を取り出して利用する装置。

参考ウェブサイト：ROCK ON PRO「Master Clock導入計画！「第一弾：基礎編」あなたのスタジオと宇宙をつなぐWord Clockのノウハウ Q&A！」
ttps://pro.miroc.co.jp/2013/04/05/easyma
sterclock/

●水晶の固有振動を基にした共振周波数を利用して発振器を作る。クオーツ時計も同じ仕組み


発振器にはいくつもの種類がある。

・XO（Crystal Oscillator）：水晶発振器
・VCXO（Voltage-Controlled crystal Oscillator）：電圧制御型水晶発振器
・TCXO（Temperature-compensated crystal Oscillat
or）：温度補償型水晶発振器
・OCXO（Oven-Controlled crystal Oscillator）：恒温槽付水晶発振器

水晶＝「crystal」は「Xtal」と略記するのだそう。だから「X」を使っているのか。


水晶以外を使ったものには、「原子周波数標準器＝原子時計」と呼ばれるものがあり、

・ルビジウム
・GPS（Global Positioning System、全地球測位システム）＝セシウム

がある。


発振器の精度は、XO < TCXO < OCXO < ルビジウム・セシウム という順位らしい。

参考ウェブサイト：ROCK ON PRO「マスタークロックをみてみよう！！〜Chiba☆Labs 第4回！その１」
ttps://pro.miroc.co.jp/2010/12/29/マスタークロックをみてみよう！！〜chiba☆labs-第4回！/


K-07Xsに搭載されているオシレーターは「VCXO」である。K-07Xsの特長として、

ーー「G-02Xなどの高精度マスタークロックジェネレーターと接続することで、本機の動作を外部からのクロック信号と同期させ、さらなる音質のアップグレードも可能です。」

という説明が書かれてある。G-02Xは「OCXO」を搭載しているので、VCXO < OCXO となる。ちなみに上位機種のGrandioso G1とG-01Xは「ルビジウム」搭載。


●オーディオ機器に使われるオシレーターは「水晶発振器」。高級機になると「原子周波数標準器（原子時計）」が搭載される。

●K-07XsにCGを導入するならば、VCXOを超える精度の発振器を搭載したCGでないと意味が無いと考えられる。

2020/10/20 20:37  [2185-564]   

2020年10月22日（木）


サンプルレート（またはサンプリングレート、サンプリング周波数）とは、録音をアナログ信号からデジタル信号にする（AD変換）時、「1秒間に何回変換されているか」を表す指数で、
・音楽業界の標準は、44,100Hz（44.1kHz）＝CD-DAのサンプルレート
・映像業界の音の標準は、48,000Hz（48kHz）＝DVDのサンプルレート
である。

録音時：アナログからデジタルへ
再生時：デジタルからアナログへ＝この役割を担うのが「DAC（Digital / Analog Converter）」


プレーヤーでCDを再生する時、プレーヤーはデジタル信号（＝CDだから44.1kHz）をアナログ信号にする（DA変換）。

（１）CDの音楽データ（デジタル＝０か１の符号）＝44,000分の1のサンプルをひとつ読む
　＊ ↓ ＊　
（２）読み込んだサンプルデータをアナログ化する
上記を繰り返す

連続する（１） ＊ → ＊ （２）の読み込むタイミングを取るのがクロック。CDの場合、1秒間44,100個を順番に読み込み、DACによってアナログ化するのだが、クロックが不安定だと「読み出し ＊ → ＊ DA変換」のタイミングが合わなくなる。このタイミングのズレが「ジッター」。

クロックが正確であればあるほど（言い換えるとジッターが少ないほど）、忠実に元のアナログ信号を再現できる。


参考ウェブサイト：Vook「動画制作で必要な音の原則「サンプルレートとビット深度」」
ttps://vook.vc/n/121

参考ウェブサイト：一般社団法人音楽電子事業協会（AMEI）「基礎知識」
ttp://www.amei.or.jp/report/DR_Div/base.
htm

2020/10/22 19:55  [2185-565]   

10月23日（金）


●全てのデジタルオーディオ機器は、クロック回路（発振器）を搭載し、そこで生成するクロック信号を使って回路を動作させている

●クロック精度とジッターが音質に重大な影響を及ぼす

●デジタル機器が内部で生成するクロックよりもさらに高純度なクロック信号を供給することで、音質を向上させることが可能

参考ウェブサイト：DynamicAudio 5555 H.A.L.3「クロックジェネレーター特集」
ttp://www.dynamicaudio.jp/audio/5555/4f/
clock.html


・CDは、PCM（Pulse-Code Modulation＝パルス符号変調、リニアPCMも同じ意味）形式でデジタル化される。音声フォーマットはCD-DA 16bit / 44,100kHz

・SACD（Super Audio CD）は、PDM（Pulse-Density Modulation、パルス密度変調）形式でデジタル化される。音声フォーマットはDSD（Direct Stream Digital）1bit / 2.8224MHz

SACDのフォーマット「DSD64」の記録密度は、44.1kHzの64倍の周波数＝2.8224Mhz（=2822.4kHz）。


CD-DAは、後段に優秀なDACを入れればクロックを良化できるが、SACDはデジタル出力不可能なので、最初から優秀な発振器を搭載させるか、外部から良質なマスタークロックを入れる手立てしか無い。、、、という認識で合っているか？

2020/10/23 22:14  [2185-567]   

10月25日（日）

ワードクロックとマスタークロックとスーパークロック

複数のデジタル機器の間で、各機器のタイミング（周期）を合わせる（同期させる）際に使用される信号を「ワードクロック」と言う。
・ワードクロックを出す（１つの機器）側は「ワードクロック・マスター」
・受ける側（１つ以上の機器）は「ワードクロック・スレーブ」
と言う。ワード（word）とは16bitという意味。

マスタークロック＝基準周波数。発振器が発生させている大本のクロック。発振器の仕様書に、例えば「22.5792MHz」や「24.5760MHz」と書かれてある周波数がマスタークロックで、マスタークロックを分割（分周）することで「44.1kHz」（＝CD-DAのサンプリングレート、22.5792MHz ÷ 512 = 44.1kHz）「48kHz」（＝DVDのサンプリングレート、24.5760MHz ÷ 512 = 48kHz）などのクロックを生成する。複数機器間において基準となるクロックのこと。

マスタークロックの精度が高ければ高いほど、ジッターは少なくなりアナログ信号の再現性が高くなり、結果として音質向上となる。


高周波クロックを低周波クロックに変換する回路を「分周回路」と言う。高いクロックはそのままでは使えないため分周回路が必要となる。分周回路には、
・PLL（Phase-Locked Loop、フェーズロック・ループ）
・DDS（Direct Digital Synthesizer、ダイレクト・デジタル・シンセサイザー）
という方式がある。

10MHz入力に非対応の機種には「10MHzを分周する回路」が搭載されていない、、、ということだろうか。



参考ウェブサイト：島村楽器Digiland「【FAQ】マスタークロック、クロックジェネレーター、ワードクロックとは？」
ttps://info.shimamura.co.jp/digital/supp
ort/2016/04/100095

参考ウェブサイト：セキュリティアカデメイア「分周回路」
ttp://akademeia.info/index.php?%CA%AC%BC
%FE%B2%F3%CF%A9

参考ウェブサイト：marutsu select「オーディオに使用される周波数について（サンプリング周波数、PCM,DSDなど）」
ttp://select.marutsu.co.jp/list/detail.p
hp?id=187


DAW（Digital Audio Workstation、デジタルで音声の録音、編集、ミキシング、編曲など一連の作業が出来るように構成された一体型のシステムを指す）の世界において、代表的なシステムの一つに米国 Digidesign社の Pro Tools というシステムがある。Pro Tools が対応するサンプルレート（44.1kHz、48kHz、88.2kHz、96kHz、176.4kHz、192kHz ）に同期させる x1（1倍）のワードクロックに対して、x256（256倍）以上の高精度ワードクロックのことを「スーパークロック」と呼ぶ。（44.1kHz × 256 = 11.2896MHz）


●ワードクロック＝複数の機器同士の同期を取るためのクロック

●マスタークロック＝複数の機器同士の同期を取るための、大本となるクロック。ワードクロックを生成する基準のクロック。

●スーパークロック＝基準ワードクロックの256倍以上のワードクロックのこと。「スーパークロック」という単語はDAWでの話。


CGが必要なのは、音楽制作の場で複数の機器間で周期を合わせる（同期をとる）のが目的だった。それがやがてコンシューマー向けに利用されるようになった。つまり、CDプレーヤーやUSB-DACなど単体オーディオ内部のインナークロックの精度を上げて、ジッターを減らして音質アップを目指すような使い方は、後付けの理由に過ぎない。

2020/10/25 21:34  [2185-570]   

2020年10月31日（土）

ここ価格コムのクチコミ掲示板に「マスタークロックジェネレーターのセットでどう変わる？　2012/03/05 07:51」というスレッドがあった。

https://bbs.kakaku.com/bbs/K0000162918/S
ortID=14242817/

2020/10/31 21:26  [2185-573]   

2020年11月5日（木）

今日のPhile webとStereo Sound Onlineのニュースより。Nmodeがハーフサイズシリーズの最新CDプレーヤー「X-CD3」を11月30日に発売する。MQA-CD再生に対応、外部クロック入力も備える。価格は168,000円（税抜）。NmodeはすでにCG「X-CL3」を発売しており、自社のD級プリメインアンプとDACは外部クロック入力に対応している。

Nmode製プリメインアンプ、DAC、CDプレーヤーとワードクロックで同期させることは理にかなっている。エントリーのちょっと上の価格の「Xハーフサイズシリーズ」に外部クロック入力を注入し、上級モデルに近づけることができるというのは魅力的である。

「音質アップ」を餌に、ハイエンドモデル以外に外部クロック入力をサポートするのは、これからのトレンドになるかもしれない。

2020/11/5 22:30  [2185-576]   

K-07Xsのクロック設定項目

2020年11月16日（月）

価格コムのクチコミ、ようやく読み終えた。

書込番号：14856200　などは、難しくてほとんど理解できない。


K-07のウェブ記事より

ーー　クロック回路には、高精度VCXO（電圧制御型水晶発振器）を採用。専用の安定化電源回路で内部クロックの安定度を高めている。生成したクロックは最短距離でデュアル・モノ構成のDACに供給される。外部クロック入力も可能で、SACD/CD再生時は44.1ｋHz系列のワードクロックのほか、10MHzクロックにも同期が可能。アシンクロナスUSB入力時にも、外部クロックとの同期再生ができる。
ーー　P-02（SACDトランスポート）/D-02（DAC）のテクノロジーを踏襲し、22.5792MHz（マスタークロック）入力にも対応。PLL回路を経由せず、クロックジェネレーターからのマスタークロックをDACのマスタークロックとしてそのまま利用する「ダイレクト・マスタークロックLINK」により、さらにストレートで高精度なアナログ変換が行なえるとする。


ちなみにP-02とD-02について。「ダイレクト・マスタークロックLINK」は、P-02とD-02を22.5792MHzで同期させるらしい。これほど高精度のクロックを内部で作れるのに、他の機器と同期するためのワードクロック入力があるというのも、何だかおかしな話に思えてくる。


K-07Xsの説明書に記載の「クロック設定」の設定項目「SYNC」と「MCK」の違いが、とても分かりにくい。私の理解では

●「SYNC」は「ワードクロック同期」
●「MCK」は「マスタークロック」

CGをK-07Xsを含む数台のデジタル機器に接続する場合には、各機器間の同期＝ワードクロックの入力を行う。その場合には「SYNC」を設定。

CGをK-07Xsのみに接続する時は、ワードクロックとしてではなく、K-07Xsのマスタークロックに22.5792MHzまたは24.576MHzの高精度クロックを供給し、それをマスタークロックとしてK-07Xsを動作させる。この場合には「MCK」を設定する。ただし、22.5792MHzまたは24.576MHzが出力できるCGであることが前提である。

音質向上の論点から考えるとすれば、接続する外部CGのクロックが、K-07Xsのクロック性能を上回らなければ、CGを繋ぐ意味がないどころか、かえってジッターが増えて逆効果になってしまうだろう。

2020/11/16 23:07  [2185-583]   

ファイブマイルズさん、こんばんは。

ちょっと違うかも。
SYNC→マスタークロックは内蔵のものをそのまま使うのだけど、
その校正用基準信号に外部入力のクロックを使う

MCK→マスタークロックそのものを外部入力のクロックに入れ替える

ということだと思います。

2020/11/19 05:53  [2185-584]   

2020年11月20日（金）

blackbird1212さん、こんばんは。家電クチコミ掲示板での書き込みは、いつも参考にさせていただいております。この度は拙縁側へのご来訪、感謝いたします。

CGに関すること、どうにも理解が進まなくて、自分の頭の悪さにあきれております。


＞SYNC→マスタークロックは内蔵のものをそのまま使うのだけど、
＞その校正用基準信号に外部入力のクロックを使う

この一文を読んで思いついたことがあります。「これは電波時計と同じ仕組みではないか」ということです。


ー＊ー＊ー＊ー＊ー

○電波時計について…
電波時計は「いつでも」正確な時間を表示します。ー＞ 正確に言うと「いつでも」は間違いで、定期的に標準電波を受信して「その都度補正」しています。

K-07Xs（CDプレーヤー）にクロックジェネレーター（G-01Xなど）を接続して運用すると仮定して、それを電波時計の仕組みに当てはめてみました。

●電波時計 ＝ K-07Xs（CDプレーヤー）
●「標準電波」送信所 ＝ G-01X（クロックジェネレーター）
●電波時計が内蔵している（クオーツなどの）発振器 ＝ K-07Xsの水晶発振器（VCXO）
●電波時計が受信するための「標準電波」を生成するセシウム原子時計 ＝ G-01Xの発振器（ルビジウム）
●電波時計が受信している「標準電波」 ＝ G-01Xが生成する「クロック」
●電波時計が内蔵アンテナを使い、標準電波を受信している状態 ＝ K-07XsがG-01Xと正しく「ロック」して「クロック同期」している状態
●電波時計の時間がずれている状態が続いている ＝ 標準電波を受信できていない ＝ 電波時計が内蔵している発振器のみで動いている（電池切れの場合を除く）

ー＊ー＊ー＊ー＊ー

〈1〉 G-01Xは、自らの発振器（ルビジウム）で高精度クロック（周波数精度±0.00005ppm）を生成して、接続されたK-07Xs（他にも同時に接続されていれば、そのすべての機器）に、常にクロックを供給している
↓
〈2〉 K-07Xsは、G-01Xの接続如何を問わず
、自らの発振器（VCXO）を使って常にインターナルクロック（周波数精度不詳）を生成している
↓
〈3〉 インターナルクロックを用いてCDのデジタルデータを読み込むのだが、読み込む前にG-01Xから受信しているクロックを使って、インターナルクロックを校正（補正）する。
↓
〈4〉 校正したクロックを用いて、CDデジタルデータを読み込む
↓
〈5〉DACへ渡す。


クロック設定の「SYNC」モードについて、以上のように理解しました。

ー＊ー＊ー＊ー＊ー

「MCK」モードは、上記〈3〉〈4〉 の部分を、

〈3’-4’〉 G-01Xのクロックを用いて、CDデジタルデータを読み込む

に置き換えると理解しました。

ー＊ー＊ー＊ー＊ー

●「SYNC」モードは、外部からクロックを入力するとは言え、CD読み込みからDACへ渡すまでの処理そのものは、K-07Xsの内部で完結している。

●「MCK」モードは、外部の高精度クロックを使うことが出来るが、一旦外部CG内の回路を経由する。

●いくら高精度のクロックを入力しても、K-07Xsが元々装備している発振器、電気回路の品質がボトルネックとなる。

●CGと接続するための「75Ω（または50Ω）の同軸ケーブル」が介在する。よって、ケーブルの品質も影響する。

ー＊ー＊ー＊ー＊ー

全体として以上のように理解しました。

2020/11/20 20:41  [2185-585]   

2021年1月25日（月）


今回はちょっと視点を変えて。

パソコン性能を測る基準として「CPU」と「クロック周波数」があげられる。私のMac miniは
○ CPU ＝ Intel Core i5
○ クロック ＝ 3 GHz
だ。Mac mini は3GHzのクロックにより動作している。

macOS には標準で「Audio MIDI設定」というアプリが搭載されている。Mac miniに接続されている各音声デバイスごとに、チャンネル数、ビット数、サンプルレートを設定できる。

いまPCオーディオとして、Mac miniとK-07XsをUSBで接続している。Mac miniのiTunesで音楽再生、USBケーブルを介して、K-07XsをUSB-DACとして使用。この時にAudio MIDI設定で選択できる値は

○ チャンネル数 ＝ 2ch
○ ビット数 ＝ 16ビット、24ビット、32ビット
○ サンプルレート（kHz） ＝ 32.0、44.1、48.0、88.2、96.0、176.4、192.0、352.8、384.0、705.6、768.0、1411.2

ビット数 × サンプルレート ＝ 3 × 12 ＝ 36通りから選ぶことができる。（接続されている装置により、設定できる項目が異なる）

iTunesで各フォーマットを聴き比べてみる。16ビット 44.1kHz、24ビット 96.0kHz、32ビット 705.6kHz など。実際に再生すると、ビット数の小さい方が音量が小さい。ボリューム調節をなくすために、16ビット固定でサンプルレートだけ各種変えて聴いてみる。

ほぼ同じ音で聴き分けが出来ないことがほとんどだが、時折まったく音質が異なる時がある。頻繁に数値の変更を行っていると、音がぶつ切りになったり、ひどいノイズになったり、曲の途中で切れて次の曲に行ってしまうことがあった。

ー＊ー＊ー＊ー＊ー

macOS＋iTunesによるPCオーディオの場合、ビット数とサンプルレートを変えて音質を変えるというのは間違いではないだろうか。本来 Audio MIDI設定は、オーディオ・インターフェースを接続した時に必要な設定を行うアプリであるからだ。（AudirvanaアプリやWindowsについての検証は出来ていない）

また、音質が変化したと感じた時、ビット数とサンプルレートの変更による結果ではなく、コンピューターが他にどんなタスクを行っていたかという要素が関係しているのではないだろうか。パソコンの処理はクロックで制御されているのだから、多くのプログラムが走っていたとか、メモリの使用率が違っていた、という要素は必ず関係しているはずである。

さらに、USBケーブルの品質も考えられる。良質なUSBケーブルを使うことによって、音質に違いが現れる可能性は否定できない。CGであれば同軸ケーブルに該当する。


以上いろいろ検証をしてみた。その時々に応じて音質の変化が出たり出なかったりだったが、その中で一番良いと感じたのは「24ビット 96.0kHz」だった。

2021/1/25 22:26  [2185-636]   

最後の文を訂正

× 以上いろいろ検証をしてみた。その時々に応じて音質の変化が出たり出なかったりだったが、その中で一番良いと感じたのは「24ビット 96.0kHz」だった。

○ 以上いろいろ検証をしてみた。その時々に応じて音質の変化が出たり出なかったりだったが、その中で一番良いと感じたのは「16ビット 96.0kHz」だった。

2021/1/25 23:59  [2185-637]   

2021年10月24日（日）

CGについての深い理解は足りていないのだが、座学だけではこれ以上の理解は難しいと思い、とりあえず「10MHzマスタークロック基準発振器」なるものを購入した。ティアックやエソテリック、サイバーシャフトなどのCGはとても高価だ。中古でも簡単に手を出せない。なので、ウェブで調べてみた範囲のうち、最も安価な部類のCGを購入した。

K-07XsにCGを繋いでから電源を入れる。基本的に今後電源は入れっぱなし。尤も、電源スイッチは付いていない。

接続してからCDを聴くこと半日。CDの音質に変化は感じられない。搭載されているWOCXOは、1時間もすれば安定すると聞いた。だが、安定はしているのかもしれないが、実際の出音には反映されていないようだ。ネット上に上がっているCGユーザーの評を読むと、音質の変化を感じられるまでは数日から数ヶ月かかっているケースがほとんど。

さて、、

使い始めて4日目の夜、何かが違うような気がする。5日目の昼、やはり何かが違う。

もう少し様子を見ることにしよう。

2021/10/24 16:48  [2185-801]   

ファイブマイルズさん、こんばんは。

OCXO購入おめでとうございます。

OCXOの安定度を測るための測定は、
基本、2週間稼働させてからのようです。
（つまり、2週間以上測定を続ける必要があるらしい）
ウチでも、初めて導入したのは、
ESOTERICのG-02(OCXO)ですが、
音が変わったと実感できたのは2週間以上あとでした。
その後、ルビジウムをG-02につないでいます。

2021/10/24 22:11  [2185-802]   

Blackbird1212さん、こんにちは。レスどうもありがとうございます。

ティアックCG-10M、エソテリックG-02X、サイバーシャフト、MUTECなど、ヤフオクでいくつかウォッチし、入札に参加したものもありました。ですが、競り落とすところまでいかず、結局は安いCGを購入しました。

＞OCXOの安定度を測るための測定は、
＞基本、2週間稼働させてからのようです。
＞（つまり、2週間以上測定を続ける必要があるらしい）

ご教授ありがとうございます。早々に結果を求めないようにいたします。

将来的にはルビジウムを目指すべきでしょうか？

2021/10/26 18:33  [2185-804]