PCオーディオって最強の可能性あるんじゃね？
2017.1.2
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最近カーオーディオ以外の環境では、音楽ほとんど聴かなくなりましたが、昔考えていた雑談を一つ。今となっては時代錯誤の内容もあるかもしれないがご容赦を。
個人的にアキュフェーズのセパレートアンプやCDプレーヤに憧れましたが、結局買えずに、サラウンドアンプで適当遊ぶ程度の人の９０年代の雑談だと思って下さい。 そういえば昇給してアキュフェーズすぐ買え！とはっぱをかけてたNT先輩。今会社が大変になった模様（合掌）。
PCオーディオって、セパレートCDプレーヤの最上位になる可能性秘めていると思います。 好みのDACユニットが手に入ればという条件付きですけど。 セパレートCDプレーヤは、そもそも高級機の代名詞だったりもしますが、ディスクを回してピックアップからデータ読み取ってエラー訂正等の処理をしたのち、あるインタフェース（一般論としてはデジタルIO）でPCMオーディオデータを送り出す：トランスポートユニットと、PCMデータを音の連続した電気信号に直すDACユニットの２つの組み合わせにまります。 独立電源だし、ディジタル信号のノイズが、シールドされてDACのアナログ回路に影響しにくいというコンセプト（かな？）
ところで、従来型CDプレィヤーの私の考える欠点は、
１）一発勝負の再生なので、どうしても、エラー発生（場合により補正発生）の危険性が避けられない。
CD-ROMで実際にデータをとって、補正なんて普通発生しないというデータ提示している方もあるようですが、ごみとか傷とか普通に使っていて、大丈夫でしょうか？ マーフィの法則ではないけれど（ASCII社のカレンダーを購入していた思い出）、ディスク記録面を下にして落として、ごみや傷がついた経験ありませんか？（頻繁にやる人いたら馬鹿だと思いますが、過去落とした経験が一度や二度あるんじゃないでしょうか？）。
音楽聞くのにCDを壊れ物扱いで慎重に扱うのも疲れます。また、隣室のエアコンや冷蔵庫が急に動いた結果、ノイズが再生系に影響しないとは言えないし（ピックアップからディスクの凸凹情報読み取る信号強度は微弱です）。 飼い猫がプレーヤ蹴っ飛ばしたとかｅｔｃ エラーが集中多発すると実際、誤訂正（エラー見逃した上に、正しいデータ壊すとか）が発生したのを見たことがあります（バイナリデータとしてファイル比較で、Ｃ２エラーフラグ（CDシステムがこのデータ間違っているとギブアップした合図）無いデータで不一致になる事があった；フラグの立ってないところのみ比較するというのが、手作業だったので、もうやりません）。
ちょっと違うけど、見た目の質感がCDに似ているLDのディスクは実際アルミ蒸着（？）が錆びるらしく、雨降りノイズがいっぱい出るものがあります（初期不良以外で、後でDVDに買い換えた例えば”2010年宇宙の旅”。まあ、2001年宇宙の旅と違って、LD含め何回も見た記憶はありません：2001は大学の助手のF氏がいろんな場面を科学的に正しいとほめていたのでちょっと興味を持つ。一か所だけ間違いがあると主張していたけど、ストローがどうのこうのだった気はするが忘れた。科学的に正しいというのと映画として面白いは別な気はする）。 これ劣化系統がCDは大丈夫かな？ 問題起こす可能性はいくつもあると思います。 ついでに類似小話・あるＤＶＤを久しぶりにだしてみると、途中で止まってしまう。 盤の記録面をみると、中心から何本か放射状の変な模様がはいっていて、なんだこれ？と思ったら、パッケージの枠のささえる部分にぴったり。えー？？。同じメーカの他のディスクでは見たことない（というよりほぼ同時期に買ったパート１は並んで保管しており同じ環境下で問題ないのにパート２のみこのありさま。写真撮ってメーカいじめてみようかな。ディスクを格納するとき記録面を上にしろと斜め上の反応あったらどうしようかなぁ。記録面を表に格納しろと昔書いてあったのを読んだかすかな記憶もある？）
２）DACのクロックのジッタ
DACはマルチピット・シングルビットを問わず、クロックと呼ばれる繰り返し信号を基準に動作させますが、そのクロックが時間的にぶれると、再生データの出力が時間的に揺れることになり、音の濁りとなるはずです（それが計測器ではなく人間の耳でわかるかどうか、本人の資質と程度の問題かも）。
人間の耳について、ちょっと寄り道。 同期入社のT君は秋葉専門店で、アンプの電源の向き（コンセントに刺すときのコールド・ホット：高圧側接地側が正しい？ 一般的にいうとプラグ裏表？まれに３極の接地端子別に持つものがあるけど、区別つかない方が多いし、建前どっち向きでも器械は動くんだけど）で音が変わるかどうかというお題で、店員君相手に極性全問正解で徹底的にコケにしてましたが、こういう信じられないようなもの聞き分けることのできる人の感覚というのは、ある種脅威を感じます。 そういえば、中年の頃、パソ通オフ会で、スピーカの配線で、左右共に正相逆相切り替えて音が違うか？というブラインドテストに参加した記憶（左右で逆相はさすがに頭を左右にゆすれば誰でもわかるはず）。 アポジーという高級スピーカで、まあ、解るような解らんような。 ただ当てる人は当てるみたい。 私？一回目全問不正解(違うというのはわかったけど、最後の今どっちだったというテスター解説を聴いて、正逆を逆回答していたのに気が付いたが、まさか最初から勘違いしたとは。ちなみに２回目は皆目わからんかった（座る場所でも変わったかな？）。 Ｔ君ヤマハファンだったので、オーディオ製品購入時に候補として考えます。現時点でいうとＡＶアンプがヤマハ（HDMI対応にアンプ買い換えましたが、ＡＣ３非対応なのでＬＤのサラウンドできないのが気に入りませんが、ショップ店頭デモ機につながったサラウンドスピーカが気に入って４本一緒に購入しました）。メインはケンウッドのLSM7（もう20年選手か？）、密閉型と量販店店頭で密着して展示で比較視聴すると残念な結果になりますが、バスレフタイプは、空間を開けてあげると、サイズのわりに低音が素敵だと勝手に思い込んでいます。ちなみに後輩G君がホームシアター作るのでSP選んでほしいと言われ、秋葉に視聴に行きました。当然愛機を推奨するつもりでしたが、壁に一面密着されるとバスレフは悲しい。 アキュフェーズのサンプルCDを持参して店頭でかけてもらっていたのですが、ホーン型が管をきれいにならすので、単品買いできる（メイン２本+センタ１本を買いやすい）という理由があって、それになりました。ちょっと残念だけど、あれだけ差がでると仕方ない。 映画をみるのに管の音がきれいという必要があるのかどうかは、話題に出しづらかった。
さて、まあ、後述の対策案というのがメーカより複数提言されていたということは、このDACのクロックジッタの影響は私見：机上の妄想では無いと思います（誰も判らないことなら、わざわざ、高いコスト掛けたくない。 いや、高いものを買わすためのメーカ主導の原理的に改善した高級機説（迷信）の一つかな？）
ところで、最初のセパレートタイプは、普通にディジタルIOを利用していましたが、このインタフェース規格には、クロック信号は独立して存在しておらず、再生データからクロックを抽出することが必要になります。 早い話が、制御入力の電圧で周波数が変わるVCOという発信機（部品）の制御電圧を、過去から予測する時間と実際のデータ変化時間のずれで電圧調整して、入力されるデータに同期する（周期が合う）クロックを作り、データを間違いなく受信する仕様になります（PLL).。 入出力の数がずれると困るので、結局この受信データ同期クロックでしか、DAC出力駆動ができません。 光ディジタルIOは、波形がなまるのでクロックジッタつらいような気がするし、同軸タイプはリンギングなど、電源系を揺らすようで気持ち悪い。
割り切って、揺れることを前提とするPLL起因のクロックではなく、独立水晶クロックで、データ受け取り回路の工夫だけの場合、出す側と受け取る側のクロックの周波数誤差が影響します。つまり、水晶の発信周波数は、数十PPMオーダー(１千万分の１）で相違があってもおかしくないので、すぐには誤差といえないまでも、CD１枚たとえば７０分（ 44.1kHz*16bit*2ch*60秒*70分≒60億ｂｉｔ）の再生期間中には、数百個のクロック誤差が発生してもおかしくない（ 聞いてわかるかどうかはっきりしないビットずれが、偶発で再現性無いので、”今のなにかなぁ？”とユーザが忘れてくれるならいいですが、モノづくりの立場から、ビットずれあるかもしれないと知りつつものを作ることはできません（たまにデータをすてるか、同じデータを繰り返しだすか結果は異なるにしろ、それらしく処理すれば聴いてわかるかどうかはともかく、これを、ハイファイと呼んで売るのは道義に反する気がする。 ですから、振動の大きなVCOはともかく可動範囲の狭いけど変異のすくないVCXOくらいのPLLは必須となるはずです。 すなわち基準クロックが揺れる前提なのです。サンプリング周期としたら分周されるので（平均値化され）程度は良くなるとはいえ、趣味の世界に原理的に不愉快なものが入ることになります（廉価実用製品ではなく趣味の高級なハイファイ製品で原理的な欠点は目をつぶれませんよね。些細な点にも妥協しないのがマニアというものです）。
それを解決すべく、（いつくかためしたが何をキーワドに検索していいのわからんが、妄想では無いはず）詳細忘れましたが、ＤＡＣユニット側からクロックをトランスポータ側に供給するという製品が出たように思いますが、これは、その製品固有の組み合わせでしか使えないので、スタンダードとはなり得ない（どのようなクロックをもらって、トランスポートがどう動くか、メーカの思惑がいろいろあるので、統合できるわけがないとうことです。 もちろん、神の一言があって、今後はその仕様でものを作ると決まれば、理想的な形になる可能性はありますが、高周波クロックを引っ張りまわすのは、ノイズ的にいかがなものかという気もします。そもそもサンプリンの周波数と、ピックアップからデータ引き抜くときのクロックは、同じ周波数ではありません（デジタルIOのPCM系出力は、44.1kHzの最低３２倍のビットクロックが必要で、DACとしてはシリアル・マルチビットで違うとは思いますが、やはり44.1kHzの整数倍（オーバサンプリングまで考えると１９２倍とか、３８４倍とかいうのが？）基本クロックでしょうし。 一方ピックアップからデータ抽出する場合、PCMデータ以外に、エラー訂正コードや、サブコードが素直に加えられていますし、そもそもPLL安定動作のために、HやL固定出力が長時間続かないように、８ビットを、１４ビットに変換してから記録していますから、かなり複雑な比例関係だったりします。どの周波数を、PLLのAFCとして採用するか（ディスク回転用のモータの局数等セットごとに同じなわけない）、メーカの思惑いろいろあると思います。トランスポータ側が、この例ではVCXOで若干FIFOでクロックぶれのぶん補正できる程度の速度調整する考え方なんでしょうね。
また、そのほかの例で、これも詳細忘れましたが、（オーディオ利用の時の例ではかな？）数十分相当の大容量メモリを内蔵させて、そのバッファメモリをＦＩＦＯとして、装置間のクロックの相違を吸収するというシステムも発表あったと記憶します。 トランスポータ側が若干でも早い周波数で動けば、速度差がデータの入出力の数の差として、このメモリ上に未再生データとして徐々に蓄積しますが、内蔵メモリ容量が不足しない限り破綻しませんし（数１０ｐｐｍなら先の例で考えて数十ｋバイト分でもなんとかなるかもしれない：オーディオ以外にDVDサラウンド等にも対応してたんだったっかな？）。、一方DACユニットは、ピュアなクロックで理想動作できます。 トランスポータは、水晶振動子という高額部品の代わりに安いセラロック使っても、今手軽に手に入る１G程度のメモリで余裕でディスク一枚はいりますから、まだ未取り込みの後方へのサーチはこまりますが、格納済みの前方サーチなら、まさに、瞬時に、まったくぶれない特殊再生が可能になります（170kHzという本来のデータレートからして、、CPUはどこからどこまでのプログラム再生しようか、いろいろな計算時間の余裕を持てます）。
そして、この大容量メモリのFIFOシステムの理想的と考えられるこのシステムの究極がPCオーディオであると考えます。
３）つまりPCオーディオでは
3-1)NG時リトライ可能なリッピング
リアルタイムディスク再生なら程度があります（何倍速再生できるから、データ読めないサーチ実行時間を考えて何回リトライできるか？という許容範囲が存在する）。 しかし、リッピングと割り切れば、C2エラーがなくなるまで、（例えば丸一昼夜でも）無制限に繰り返し問題フレームの再生のリトライが可能です（どうしてもだめなデータでたら、いつあきらめるかという設定だけの話）。
単純な偶発事故なら１回リトライで該当フレームのエラーは改善されますし、ごみなら、ミクロン単位の世界ですから、ディスクを回している間に、移動してエラー発生場所が変わる可能性があります（それぞれの場合のいいフレームをつなげればよい）。傷等場所固定の場合も端っこは読めたり読めなかったりと、偶発再現性や、ｆ特起因があれば、リトライ時の再生速度で微妙に変化すれば、訂正可能なレベルに変わることもあります（どこかの条件で正しく読めたデータのみリトライしながら継ぎ足しすれば可）。
もちろん、取り出して、いったんディスクの掃除をしてからダメなフィールからやり直す手もあります。
例えばitune等リッピングソフトに、リトライを明示できるものもあるようですし、リッピングソフト等にまかせず、某メーカドライブ内蔵ソフト（ファームウエア）のプログラマが、C2エラーを許さないで極力リトライ等ベストを尽くす事を製品の目玉特色とするという宣言してましたが、そういうドライブ採用等、いろいろ改善の可能性もあります。 また関連話題で、CDDAでは最終データ判断の手段がない（エラー訂正の結果だけ）ので、誤訂正（正常データを壊すとか、エラー見落とす）可能性を防止するため符号能力めいっぱいの訂正を行わわないで（例えばC2の最大４ケ訂正は、C1で失敗した怪しいのはこれという情報を利用するわけで、他人を信じてよいのか？と疑わしい人間は考えます）。 この最大訂正能力をつかわず、疑わしきはNGリトライにすれば変なデータを取り込む可能性改善されるという話もある。
何回リトライしてもダメなデータは、前値ホールドなどというお手軽対応ではなく、前後の正常データの平均値とるとか、可能な限りの対策することができます。現実にはこんな対応聞いたことないですが、連続した複数データがだめなら、補正の確度低下（大いに疑わしい結果）になるかもしれない。 だめならイラストレータユーザお得意のベジェ曲線補完を、前後数サンプル正常データに適応して、補完データ作るをするものがあってよもいかも（リッピングソフでC2エラー見つけた場合の仕様でしょうね。ドライブ内蔵ソフトでこれはやりすぎ、時間的余裕はまず取れないでしょう）。
まとめると、PCオーディオなら１発勝負のCDプレーヤとはちがい、ディスクに記録されたディジタルデータを可能な限り正しくHDDに記録できる可能性がある：記録してしまえば、エラーなしデータをいつでも利用できる可能性がより高いと思います（CD原版は使えば使うほど劣化の可能性ありますが、HDDデータは信頼性・耐久性ともプログラム（OS含む）に使っても良いという認識がありますから、逆に言えばHDDからリード失敗する（訂正できない）のはほぼ無い）。
ただし、リトライに関しては、リトライで正しくデータをつなぐ機能が実現できているドライブを使うという条件付き。
レッドブックというCDオーディオの規格書には、１フレーム２３５２バイトに１つのMSF（分秒フレーム）アドレスを与えていますが、どのオーディオサンプリングから２３５２バイトを、そのアドレスと見なすという指示がややあやふやです（あえて言うと、サブコードの同期信号の位置でしょうが、ピックアップから出たデータは、PCMデータとサブコードデータの処理内容ずいぶん違う（データは、連続エラー発生を防ぐために時間軸並び替えもある）ので、どのタイミングで考えるか、データサブコードの相対関係が設計者ごとにどこ基準と考えるか同じとは思えない。 逆に言うと各部分の同期設計しやすい妥協回路が現状なんであろうと思います。だからシステム間互換性がない。これが正解だと誰かが主張しても、他全メーカ（歴代設計者という要因もある）から反論上がり決まることないと思います。誰も過去の自社製品否定しかねない発言に賛同は難しいはず。
注意：MSFアドレスのFは、フレームの略と書きましたが、たぶん通常セクター（オーディオ屋さんではなくPC屋さんはという区別かもしれんね）と呼ばれます。フレームはCDの世界では、オーディオデータ２４バイト+訂正パリティ（C1の４バイト＋C2の４バイト）+（ついでにサブコード１バイト）の３２バイト（３３バイトサブコード込み）の単位です。どの処理の話なのかで24とか３２バイトとかだったり、微妙に違う複数のフレームという単位が存在する（サブ番号をつけて区別することがあるらしい）。 もっというと、ディスクに記録されされるのは、同期ビットと余剰ビット（ビット長拡張8→14）を加えて588bitという単位もあるらしい（8*24=192bitと微妙に整数比でない？どこかで勘違いしてたかな？）。 レッドブック英語版では、このフレームと区別するためなんか別の単語だった気がするけど思い出せない。
設計上のあやふやさのため、精度のいいCDROMドライブどうしでも、メーカ（細かく言えば型名）毎に、同じCDディスクの、同じフレームを読み出しても、同じになる保証はありません（さらに昔のドライブは、同じドライブでのリトライ毎に再現性もなかったはずです）。PCでCD-ROMをつなぐ場合の規格の一つのATAPIには、フレームアドレス単位でオーディオデータ等を読み出す命令があって、このリトライ毎の精度（確度）の実験も可能でした。家ではDOS版のアセンブラソフトで任意データを読むことを楽しんでました(下記参考図書サンプルを元に、Cをマクロアセンブラもどきとして全体記述し、必要部分のみアセンブラ埋め込み：趣味に走っています）。インテルのBXチップセットだと書籍でチップセット設定が書かれていたので、非ソフトエンジニアのお手軽プログラムでもDMAモード転送できました：HDDはSCSIインタフェース接続にすれば、ATAポート占有の暴挙で何でもできる）。 コマーシャルのフレーズ”インテル入っている”PCが安心だと考えるようになったのはこの頃でした。 CPUではなくチップセット（サウスブリッジ）メーカで、PC選んだ説(実験：単に馬鹿にするために某他社チップセットのマザーボードも買いましたけど。 非インテルでも割と好きな別メーカあって使ってましたが、DMA転送に残念な勘違い設計あったので当時の最新規格不良だったのは惜しかった。 メインPCとしてはインテルに座を譲る。その後も性能求めない普通の使い方はしてました。悪趣味の極み？）。 もう２０年になるので時効だと告白。この不具合が発覚したひいきメーカチップセット使うために、次期開発ICに、このエミュレーションモード追加。 セット開発プログラマさんに、エミュレーションモードで動くソフトつくってとおねだりして却下される。動けば秋葉でトライブかってソフト入れ替えて、自宅PCで使いたかったが、見事に没。公私混同という？
TECKI ATA(IDE)/ATAPIの徹底研究
この本のサンプルプログラムステータスレジスタのポーリングの方法に少なくとも初版のプログラムでは納得できない点があります（ドライブ作業中のBUSYフラグの取り扱いが、書籍では性善説に走っているきがした。HDDはこの解釈でも文句なく動くんでしょうかね？）。が、非常に重宝しました。念のためにこの性善説ベースの挙動ができるようにICの次製品には隠れ仕様を追加したりしました（セットメーカのソフト担当者には必要なら相談乗ると内緒で連絡）。
再現性高いドライブどうしでも別製品（別会社とか別IC利用）だど、同じフレームデータ読んで、切れ目が一致する保証はないはずです。 上述コマンドで、ドライブ内にデータを一旦上書きさせて、コマンドから再読み込みさせることとを併用して試すと、リッピングでデータつなげられるドライブか、できない未熟者なのか結構わかります（バッファに入りきらない時間差をつけて、ディスクの前の方と後ろの方を繰り返し読みだす。音のある部分を選んでおいて、データのバイナリ比較実施）。これも、運用規約としても神の一声でここだと決めれば、それ以降合わせること可能でしょうが、各メーカが、過去の設計遺産を捨てたくないはずなので、まずメーカ主体で統一はむりでしょう。従来製品でできるかどうかは、システムによってはファームウエアプログラマが頑張ればなんとかなるものもありますけど。
このリトライのフレーム先頭がバイト単位での不確定が悪いかというとそうではなく、連続して再生する限り、途中で、途切れるとか、ダブってしまうとかいう不具合は発生しません（よっぽどダメなものは除く）。だから、リッピングでは途中でリトライしない（CD１枚分連続してデータ読み込む）ように、PC側の負担を軽くして、なおかつ、CDの再生速度を遅くして、失敗・リトライ処理にしないという原則にたいするノウハウがいろいろでてきたわけです。なお一枚連続ではなく、曲番毎処理という話があるのか、連続曲番が音としてつながらないという経験はある：クラシックの第一第二楽章間の場合など曲番変わるときに音が途切れるリッピング見たことありますが、あれは、リッピングソフトが、曲番単位で適当に区切って録音した結果、MSFアドレス飛ぶのを気にしなかったからかな？と思う。
3-2)転送速度の余裕
盤面むき出しでごみ・傷に弱いCDと違い、PCのHDDは、密閉金属ケース（シールドされていると考えても良いかな）の中に保護されていて、さらに、データ化けを許容しない前提の強力な訂正回路に守られているので、信頼性は、段違いに優れます。 読み取りエラーが発生して訂正回路を動かすとしても、HDDのアクセス速度は、CDのアクセス速度に比べ圧倒的に早いので、余力が違います（HDDの復元できないデータ化けを心配し始めるとプログラム（OS含む）をHDDに置くことがそもそも無謀になります。HDD読めないからスキャンディスクを掛けなさいetcなんているメッセージは、普通の人は噂で聞くくらいではないでしょうか？（他のものが寿命でダメになることすら有り得るかと）それくらいHDDはエラーが起きることが絶対悪扱いになります。 CDでは再生エラーでたら最悪補正してごまかしても判るわけないという逃げ道を用意したコスト重視システム設計ですから、そもそも信頼性の比重が異なります）。もちろんSSDなら尚良い（SSDはアクセス回数の寿命が短く壊れたらまた、オリジナルディスクからリッピングすればよいし、安いですから、古いHDDにバックアップおいてもよいし）。
オーディオデータは、800M程度ですから、現行PCなら、オンメモリに展開可能でしょ？つまり、専業で動くPCのCPUがハングアップしない限り律速になるものがありません（当然DMA利用可能；速度制御も基本的にハードが勝手にやるので心配不要）。
あとは、電源を別電源にできるので、電気ノイズの伝搬しにくい転送方法さえ準備できれば良い（LANだったUSBだった170k程度の転送は十分すぎる能力があるかと。まあLANはローカルハブ内に誰か他所のユーザが巨大ファイル転送したりするとまずいかも）。SATAのスペック上の上限はGオーダでさすがにこれはでないでしょが、web上覗いた実験結果では、ちょっと早いHDDでシーケンシャルアクセスが、100Mオーダでるようなので余力でしょう。CDROMだと５０倍速の製品がフル速度で連続稼働できたとしても数Mオーダ（170k＊50倍＝8.5M）です。段違いでしょ？ PCの止まる時間最悪時間を最悪ケース分予想して相当する以上のFIFO内蔵すれば、問題ないと思います。まあ、リッピング後シーケンシャルアクセスになるように、HDDのデフラグくらいしておけば十分かな。
さらにオンメモリ展開しておけば、今度は、2352バイトという単位を離れて再生することも可能です。 ディスク上は2352バイトが最小分解単位ですが、メモリ上のマッピングは、用意さえすれば、バイト単位（オーディオデータなので、１６ビットで左右チャネルなので、４バイト単位が最小分解能）バイト単位のプログラム再生すれば、周波数スイープ信号をつくってみるとか、あるいはメモリ上演算捜査すれば、任意波形を作ることも可能なはずです。 やっぱり、究極のCDPとなる可能性を秘めていると思いませんか？
また、オンライン購入した音楽だってDACへ転送して対応できますから、今後こっちが伸びるのが理解できます。
3-3)残るのは気に入ったDAC
つまるところ、自分の好きなものを選べばいいんです。
ところで、DACがくせもの。なにがいいんでしょうね。 お手軽・そこそこ性能の１ｂｉｔ系もいいし、高級1bitもあり、従来のマルチビットも悪くなかった。
でも、理論的な話をすれば、サンプリング定理になります（ナイキストさんとか、染谷さんシャノンさんとか知ってる？） 結局サンプリング周波数の１／２未満の信号しか最初から存在しないのなら、正確に復号できます。 普通の人は２０ｋきちんと（中低域の感度と同じ感度でという意味かな？）聞こえないから、その倍近くの44.1kHzが、CDのサンプリング周波数です。
余談ながら70年代前半かな、某社が”コンポが立った”というCM流しているころ、競合メーカのステレオコンポを家で買っくれてLPを中心に聞き始めましたがFMエアチェックも含め録音して再生すると、ちょっと悲しい寂しい感じ（もちろんオープンデッキも８トラックもそんな高級品は縁ありません）。Cカセットでもドルビーノイズリダクションとか、クロームテープとか、フェリクロームテープとか。最後のは少し感じいいけど高すぎて子供のこずかいでは常用無理。 そのころソニーさんがβビデオ（ビデオそのものが高くて買ってもらえないけど）に、PCM録音できるシステムを提唱していましたが、そのヘリカルスキャンしている周波数に合わせやすい周波数として44.1kがでてくるそうな。 もし、ビクターさん（や松下さん）がCD規格設定で主導権を握ったなら、VHSの動作に準拠して47kHz程度になったとか、ならなかったとか。いや余談でした。なんで覚えているかというと、たぶん中学生の頃かなソニーさんがお正月の賞金付アンケートで１００万円で家電何が欲しいかというような公募をしてて、そのPCMデコーダの値段びっくりしながら応募した記憶有り（もちろんはずれ）。 過去の経験（興味を持って周りをみる事）はいろんなところに役立つかも。
本論に戻る。というわけで、マイクで拾って音響エンジニアがミキシングした音を、サンプリング前に、LPFで高音をカットしなければ、元に戻せないだろう！！とナイキストさんに怒られます。 このとき一番単純なRCフィルターは、3dB/オクターブ減衰率です 周波数２倍で１／２に減衰（コンデンサのインピーダンスが周波数にが逆比例して小さくなるイメージ通り）。オーディオ最小ビットは、2^(-16）=1/64kですから、原理的に言えば数Hzから落としても、22kHzを1/64kに減衰できません（64kなら一応原理的に減衰するので、９８ｋサンプリングならok? 最終減衰量はいいとしてそこから減衰するなんて論外ですから）。 もちろん、実際には高次のフィルタで帯域制限するわけですし、最小ビット以下に減衰刺さなくても、実用上実害無いだろうけど。 結局、できるだけ高域（例えば20KHzまでフラットで、高々2kHzの間に1/64kに減衰させるというのは技術的にかなり無理があります。極力やっても、位相特性むちゃくちゃになるので、合成音が歪んで聞こえてもおかしくないかもしれない。あきらめて20KHzより低い周波数からレベル落ちる例を体験するには、DATの長時間モードは32kHzサンプリングですから、CDをアナログ的に３２ｋで録音して、CDと、DATを同じDACで再生した時に、音が寂しい（音が違う）と思う人なら、22kを完全に落とす事にこだわって10数kHz後半の高域が落ちるとどうなるか理解できるはずです。
次はLPFの周波数ごとの位相特性が変化した場合の推定。上記は９倍波までの合成による矩形波。 藍色sumは同位相。 空色sumφは、それぞれの周波数に比例して大雑把に位相がずれた場合の予想。これを耳で聞いてどの程度違いが判るのかよくわからないけど、見た目気分的によろしくない。 つまり、LPFの位相がぶれ始めると少なくても見た目は美しくない。これで、”チン”というパーカッションが、”ジン”と聞こえるとか極端なことはないだろうけどねぇ
理想的なLPFは難しい事、つまり言い換えると、つまらない音にしないようなるだけ高域残すとに、22kHzを超えるような高音がレベルはさがるにしても、漏れ入っている可能性が高いのではと思います（単なる推定です）。みなさんはsinc ジンク関数 sinc(x)=sin(x)/x ご存知でしょうか？ インパルスが前後にうねっているような波形。 それでも、前後のサンプリング位置には影響しないのに、アナログ領域でビット間アナログデータにはいろいろ影響する。前述の９倍波までの矩形波を、細くしたのが、インパルス。 細いから高電圧側は、凸になるとしても、低電位側は、絵のように、波打ちます。
インパルス（短い矩形波ともいう）の、応答だったりしますが、逆に、DA変換して、このような前後うねうえ波形になりそうなら、高周波が混じっていたと判断して、インパルスに戻してしまうという特殊な処理（？）のDAC採用しているものも存在しているとか。 原理に反する入力を予測して元に戻そうという意図（発想）に感心します。 オーディオフェア―のこのメーカ社ブースでで聞いたように思います。確かオシロの波形もあった気がしますが、インパルスだから理想に戻るのだとして、一般論として楽曲全体に理想的に働くのかよく理解できなかった（理想に近いきがするが、聴感上凄いのか理解できなかったちょっと悲しい記憶）。 おなじようなアプローチ複数社あったかな？ まあ、DACってどうあるべきか、試行錯誤の範囲で、いろいろ自分が良いと思ったものを選ぶ趣味の世界だなぁとは思います。 44kより48kの方が良いし、さらに96kの方がより良いのは原理として理解できても、よくわからない（老害で、20kHzがすでによく聞こえないというのが理由かな）。というよりこのオーダだと、オクターブ３dBの減衰率からいうと、それほどフィルタが簡単にできるわけではなく、まあ、帯域が２割とか、２倍に伸びる程度なのかなぁ。
いちおう誤解無いように注意しますが、インパルスとか、矩形波とかが前後うねうねする信号は、本来、記録してはいけない信号（高周波）が混じってしまった結果という前処理の問題です（再生DACは悪くない）。ディスク作った人（サンプリング前処理した人）の手抜き・力量不足・この方が良いという信念（妄信）を、どう処理しようか？と後ろの人（DAC）が苦労しているのであって、誰が一番うまく取り繕うか？という技術比べを選べという話だと理解しています。
ところで、”インパルス応答＋LPF”で検索した結果でてきたのが、ロールオフフィルタ
早い話が、理想LPFのような急峻な高域減衰ではなく、なだらかな特性で、減衰しながら高域がはいるけど、隣接サンプリングタイミングには理論上うねうねが発生しないし、急峻なフィルタと比べインパルスがサンプリング間をつなぐときうねうねするのが抑えられるというナイキストさん好みという事らしい。 もし、ＣＤの規格決めるときに、サンプリングの前のＬＰＦの特性をこのように決めておけば、各社各様な特殊な特性のもの作らなくても済んだんだろうかな？ と、ふと思いました。（まっとうに聞こえるのが２０ｋHzだから、４０ｋサンプリング程度でokと判断したのが、そもそも間違いだったかも。当時コストや技術的に妥当な判断だったんでしょう。たぶん）。
で、このフィルタの特性をみてふと思い出したのが、SACD。 2.8M 1BIT ΔΣ変調ＡＤＣによるビットストリーム録音とのこと。 一言でいうと、CDのサンプリング周期よりはるかに高い周波数のビットクロックの１／２オーダまで、だらだらと感度を落としながら帯域が伸びているＡＤなのかな？（ＣＤのサンプリングクロックという概念がないらしい）。これをアナログ領域のＬＰＦで、１００ＫＨｚ以上を落とすらしい。 最初３MHzなんて耳に聞こえないからそのままでよいという説があったが、そうしないと、高級オーディオの人が悲しむ（例えば、広帯域アンプでスピーカ（特にスーパツイター）すっ飛ばす事故があったとか。 このイメージが、先のロールオフフィルタとイメージが重なります。 従来ＣＤでできなかったこと（急峻なローパスフィルタ前提という規格上の欠点？とあえて言ってみる）を、ＳＡＣＤでは、ΔΣ変調1bit2.8224MHzで記録することで、無理なく回避しているらしい。
残念なことに、ＰＳ３で再生できると聞いたので、買っては見てんだけど、聴いてよくわからん。１ビット録音という話からすると、ディジタルアウト（HDMI)経由でアンプに入れるんじゃなく、ＰＳ３のアナログアウトからアンプに入力しないと、意味なかったらしい（？：それともアンプとのディジタルIO規格も進化したのかな？）。そもそもアンプやスピーカが古いものなので、耳が聞こえない以前に、音が出せていないという事だったら、メーカさん御免。誤解していたかも。 買って一度しか聞いてないけど、探して、リトライしてみたいとは思う。
ちょっと脱線。
オーディオでオクターブといえば、思い出すのはギター等弦楽器でハーモニック奏法。 簡単なのは弦の（物理的に長さの）真ん中を軽く押さえて弾くと解放弦のオクターブ上のきれいな定在波が発音します（金属の敷居板フレッﾄの製造上誤差や、チョーキング効果による歪がないきれいな音：オルゴールのような音という表現があったかな）。 ちなみにアコースティックギターでは見たことなかったのですが、エレキギターを見せてもらったら、サドル（コマ）という弦の本体側の固定点を動かして、結果弦の長さを変えることで、（製造上の）フレッドのずれを調整する機能があるのでびっくりしました。これならハーモニックと通常音がそろう訳ですね。
抑えた場所が定在波の節になるので、振動する長さが半分になる事から、周波数が倍：オクターブ上になるという算段。だんだん難しくなりますが、抑える節になる位置を変えていろいろな長さの定在波を作ることができます（指で押さえた左右の長さが、それぞれ基本波半波長の整数倍になる周波数）。振幅の腹とか節とか弦楽器を触るといろいろ体験できますよ。もちろん管楽器も定在波つくるんですが（ハイトーンなんてそういうものでしょうかね？）、管の中の振動する空気は動いているのが見えないけど（TV番組で煙かドライアイスのだす水蒸気？で定在波を見せる番組あった気がしますが）。 弦楽器は、両端物理的に固定されているので振動の節になり、指で押さえて、新たな節を指定して、トータルの発信周波数が決まります。 言い方かえると通常解放弦は、両側節で腹一つの半波の定在波。中心抑えた場合は、両側と真ん中に節がある全波の振動です（ネック側とボディ側が逆位相が見てわかるかな？録画のスロー再生ならわかるかな）。腹節の関係が逆な、例えば音叉は、真ん中の持ち手は節ですが、両端は、物理的に開放なので、振動の腹にあたります（これも半波共振ですね）。 先に名前揚げたオルゴールは一方固定の節で、突起に当たって弾かれるのは腹になるので、１／４波長共振なんでしょう。 目を広げれば物理はいろいろ面白い。