ADコンバーターのお話し。 | ギター兄ちゃんの独り言…

ADコンバーターのお話し。

最近なにやらモテてる気がします(・∀・)

これが人生に一度あるとかいうモテ期なのでしょうか。

それともこれが自意識過剰というやつなのでしょうかw



まぁ…そんな勘違いはさておき。w

今回はちょっとAD(DA)コンバーターのお話しします。

と。いうのもADコンバーターって何ですか?

というメッセを幾つも貰ったから。w

もしかして実は結構知らない人多いのかな?とか思いまして( ̄▽ ̄;)

ちなみに自分が今使っているADコンバーターはAPOGEEのRosetta200

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AD(DA)って皆さんにすごく近いもので。普段よく使っているものなんです。

これは アナログ信号→デジタルデータ に変換する機器で。だからADで逆はDAです。

たとえば音楽CDやDVD、MP3プレイヤーに記録されている音はデジタル形式(データ)になっていて。

スピーカーやイヤフォンから音を出ているという事はアナログの電気信号になっているということ。

プレーヤー等に付属しているアンプ部のどこかでデータをアナログの電気信号に変換(DA変換)。

当たり前だけど人間は機械じゃないんでデータをそのまま音としては認識できません。

逆にカセットやビデオのテープに記録されてる音や映像は磁気を利用した電気信号になっています。

そのため、これらをパソコンに取り込む時はデジタルデータに変換する必要があります。

この場合は、ADコンバータでAD変換を行っています。

またインターネットモデムと一般の電話回線(アナログ)を使ってインターネットに接続している時。

パソコン内のデジタル形式のデータをアナログに変換したり、

アナログの信号として送られてきたデータをデジタルに戻したりしています。

そのためモデムの中に、ADコンバータとDAコンバータの機能が入っています。

皆さんが耳で聞いたり目で見れる全てのものはアナログなわけです。




よくオーディオI/OやMTRの対応サンプリングレートに44.1kHzとか192kHzとか記載されています。

一般的なオーディオCDなら44.1kHzの規格で販売されています。

これは何を意味するかというと。44.1kHzなら

一秒間に44,110回の計測が成されているということ


その時間軸にある音を44,110に分けてサンプルを取っているということです。

なので192kHzなら一秒間に192,000回のサンプリングを行っています。

その行ったサンプリングを元に音をデータ化してパソコンなりに情報を送っているわけです。

例えばアナログとして耳に聴こえる音というのは

時間軸に沿って常に連続的に耳に聴こえ存在するモノ。ってことは分かりますか? 

逆にデジタルとしての音は…。

ある一定の区間ごとの計測された点と点のパターンの集合体(ようは連続的なものではない)

もう少しちゃんと説明すると。。。

デジタルでの音はデータとして扱うために、

元となるアナログな音を等間隔に区切られた時間ごとにサンプルを取っていき、

レベルと呼ばれる信号の振れ幅を各間隔ごとに計測して

それをデジタルワード(ようは1と0ね)と呼ばれる数値に置き換えられたものです。

そこで計測され一定の間隔内の音の平均値が並べられ音のデータとなります。

サンプルされた信号のレベル量は等間隔で並ぶことになり、

全体としてDAWソフトで見れる波形 と呼ばれる目に見えるパターンが出来るわけです。

で、このサンプルを取る間隔(時間的な間隔)が狭ければ狭いほど

波形のパターンは実際のアナログな音に近くなるわけです。

逆に間隔が広がるほど実際のアナログな音とデジタル信号は異なった音になるわけです。

またサンプリングする1つ1つの精度が音の解像度に大きく影響を与えます。



ADコンバーターはアナログの信号をデジタル信号に変えるわけですが。

やはり金額等に応じて精度が変わってきます。


これを資本主義と言いますw


I/O付属のものでも当然変換は問題なくできるのですが。

実際にレコーダーに録り込みたかったものとデータから聴こえてくる音に差が出てしまうことがあります。

これが精度ってやつです。


一昔前の『デジタルの音は~。。。』だとか


『デジタル録音だと録ったはずの音と出ている音とが違うような?』


という意見もそういう点からの部分もあると思います。(この話しは長くなるのでこのへんで。)

せっかく良い演奏をして高級な機材を使用して最高の音質で音を作ったとしても

ADコンバーターの精度が低いとそれらをブチ壊してしまいます。(音質は最終のADで決まるため)


例えばですが。

20万円のマイク、50万円のマイクプリ。1m/1万円のケーブルでのセッティング。

それを10万円のI/O付属のA/D(おおよそAD部のコストは1万円ぐらいです)で録音したとして。

別に5万円のマイク、5万円のマイクプリ。1m/1万円のケーブルでのセッティング。

それを5万円の単体ADコンバーターで録り込みします。

両者を聴き比べると前者の方が音のキメが荒く、ザラついたような質感になります。

より原音を忠実にデータ化するためには質の良いADコンバーターが必要ということです。

俺らみたいなエンジニアとかだと最初に買う機材ってADコンバーターです。

次にマイクプリやマイクなどを買い揃えるわけですが。

個人ユーザーだと一番最後がADコンバーターになってしまっている事が多いようです。

まぁデモ製作なのか。ただ人に聴いてもらう為なのか。それとも商品として買ってもらうものを作るのか。

それによって求める音質も変わってくるとは思いますが。

自主製作や自身でレコーディング等される方は今は持っていなくても

いつかは購入されることをオススメします。


あとDAコンバーターとしてAPOGEEのRosetta800も使っています。
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それ以外にマスタリング時にKORGのMS-2000SからのDA出力も利用したりします。
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ちなみにオーディオマニアはDACなんてオシャレでオタクでアキバな呼び方します。


アキバと言えばうちの電源は秋葉のノグチトランスで別注したものです。


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ノグチトランス販売株式会社 http://noguchi-trans.co.jp

ここの製品はとにかく安いっ!いちいち俺みたいに別注して無駄なお金をかける必要は一切ないですっ!

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電源に関しては↓の記事を読んでみて下さい。

音と電気の関係 1」 「音と電気の関係 2

音と電気の関係 3」 「音と電気の関係 4

音と電気の関係 5」 「音と電気の話し終了~



て・・・。


また俺はすぐ話しが脱線するw




反省…_| ̄|○l||l






は、しません(・∀・)


ここで、話しは変わって…


人間が音として認知できる周波数というのは、

一番低い音で20Hz、一番高い音でだいたい20kHzと言われています。
(もちろん、年齢や能力的な個人差はありますが。)

これより越える帯域というのはコウモリが出すような超音波と呼ばれるような、

人間には聴こえない音の帯域になると言われています。が、

実際のとこ人間が最高でどれぐらいのヘルツを聴き取れるのかはハッキリと実証はされていません。

おそらく20KHz以上であっても幾らかは聴き取れるのであろうというのが最近の大方の見解です。

で、話しは戻ってデジタルで扱う音のデータというのは

音の帯域(周波数帯域)の上限がサンプリングレートの数値によって制限を受けてしまいます。

つまりサンプリングを取るためにには1つの周期に対して

最低2点以上のポイントをサンプリングしなければならず。

再生する周波数の2倍のサンプリング周波数 が必要になります。

そうなると人間が聴き取れる範囲とされている20KHzまでの音をオーディオとして扱うには

その倍のサンプリングをしなければならないため…


20KHz × 2 = 40KHz


が必要とされ、デジタル上での計算をしやすくするため22,050Hzまでの音をデジタル化するとして

44,1KHzに設定されているというわけです。



説明が疲れるぞコノヤロー(σ・∀・)σ



*最近のDVD、SACDなどの新しい規格では96KHZや192KHzで作られているものがありますが。
これは先に述べたように人間が聴き取れる最高の周波数は実際は20KHzより
もっと高いであろうという見解から、より高音質なレートが必要ということからです。





で、さらに詳しく知りたい。。。

そんな理屈や数値ばかりに拘るデジタルオタクなアナタに贈る…


俺プレゼン『ややこしいデジタルの話し』(笑)


実はサンプリングレートの半分より高い周波数を無理にデジタル化することは可能です。


でも絶対にやっちゃダ・メ(σ・∀・)σYo!!  


無理にデジタル化すると深刻な問題が起きます。
(どれぐらい深刻かと言うと数年間まったく会話のない親子ぐらい深刻です)

サンプルレートの半分以上の周波数を無理にデジタル化すると

許容周波数以上の周波数(44,1KHzなら22,050Hz以上)がオリジナルの音には存在しない周波数に変換され、

信号の中に勝手に紛れ込んでしまします。これをエイリアシングと言い、

存在するはずのない周波数が別の周波数になりすまして許容範囲内の周波数内に紛れこんでしまいます。


分かりやすく説明すると…
 

ある不良高校生がタバコを吸っていたのを先生に見つかりそうだったので

友達の名前を使って別の人間になりすまして停学を免れようとする。

みたいな?(´∀`)



その、本来あるべきではない周波数は許容範囲内に収まるために、

実際の周波数より低い周波数になりすまして実際にあるデジタル信号に重なって隠れる習性があります。

ちょっとややこしいかも知れないけど例えば…

35Hzの音を48KHzのサンプリングレートでデジタル録音した場合には

当然ですが24KHzまでの音は正しくデジタルデータ化されます。

この時に最大許容範囲を11KHz上回る周波数はエイリアシング現象の対象となり、

実際に周波数内に存在する13KHzの周波数に化けて重なります。

もちろんノイズの発生やエラーの原因となります。

エイリアシングを求める公式は以下の通りです。



 Fs=サンプリングレート, Fo=入力周波数

 Fs/2<Fo<Fs





最後にちょっと余談です…☆

インターネット配信や携帯オーディオなどで普及しているMP3など

最近は様々な圧縮フォーマットがあります。

これは圧縮をかけて情報量(データ容量)を強制的に減らしてデータ容量を軽くするものです。

便利ではあります。が、個人的に思うのは、音質を劣化させることで実際の音とは別物なのは事実です。

残念ながら圧縮の技術と高音質技術の進化が両立することは無理です。

願わくば圧縮した音ばかり聴かないで。たまには実際のオーディオの音も聴いて欲しいなと(・∀・)



今回は俺にしては珍しくエンジニアっぽいなww

STUDIO Air Room (PCサイト)
twitterhttp://twitter.com/gaku4321

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