2019年11月

Neutronstar2は、デンマークのNewclassD社が販売しているオーディオ用クロックです。
一般的なマスタークロックは外部から10MHzを注入する機器に使用しますが、
こちらは本体内部に組み込んで、内部回路に接続して使用する製品です。

最近、好んで使っているオーディオ用クロック、Neutronstar2ですが、現在国内代理店がないので、余計なお世話とは思いますが、メーカー解説文を翻訳しておこうと思います。
(あと、実際の組み込み方のところが残っていますが、ここはそれほど面白くないので...w)

http://www.newclassd.com/index.php?page=211&hv=1


Ultimate Performance Audio Reference Clock with Gallium Nitride voltage reference.


This reference clock is placed inside your CD player, DVD or Blu-ray player, asyncronous D/A Converter, USB receiver, audio PC motherboard or other clocked digital audio equipment. It has the potential to drasticly improve the sound quality of your digital audio equipment. Every digital audio equipment is already clocked from the factory, however most of the times this clock is a cheap and noisy type, based on CMOS gates or a noisy 7805 regulator, or most likely both. In the D/A Converter of your digital player, the voltage reference determines the S/N ratio when the output signal is a stable DC voltage. However when the signal is in transient, the voltage reference becomes less important, and it is now the clock source thatdetermines the S/N ratio. If there is too much noise you hear it as a narrow and flat sound stage. Therefore it's surprising that so few OEMs seem to offer much energy on this point. We do, and you can fit this clock source inside your equipment, and get immediate improvement. We have two different clocks, the Neutrino, a small form factor and low cost clock with still decent performance. And for ultimate performance we have the Neutron Star 2, a hand adjusted precision clock, with temperature control, and an abundance of support features to get ultimate performance from your digital sound equipment.

Clock and power supply cables are included.

窒化ガリウム素子定電圧回路によるオーディオ用高精度リファレンスクロックについて

この基準クロック装置は、お持ちのCDプレイヤー、DVD、ブルーレイプレイヤー、非同期型DAコンバーター、USB‐DDC、オーディオ用PC、その他のデジタル再生機器の内部に設置するものです。これを内蔵することにより、驚くほどの音質改善を得られる可能性があります。すべてのデジタル再生機器にはクロックが内蔵されていますが、そのほとんどは、CMOSゲートや7805三端子レギュレータ、場合によってはその両方の回路を使用し、また、クロック本体もチープでノイズの多いものが使用されています。使用されているDAコンバーターにおいては、再生するのがただの直流電流(均一信号)であれば、そのSN比は、内部基準電圧(安定電源)の精度によります。しかし、信号が動的変化を伴う場合、SN比に対する基準電圧の安定度の重要度は減少し、そして、クロックの精度が重要になってきます。もしクロックノイズが多い場合、その音はナローバンドで平板的な再生になるでしょう。したがって、クロックの精度向上のためにエネルギーをつぎ込んでいるメーカーがあまりに少ないことは非常に残念なことです。我々はクロックを重要視しています。我々のクロックを機器の中に組み込んで頂くことで、音質は直ちに改善します。当社では2種類のクロックを製造しています。一つは小型で低価格な高性能クロック、ニュートリノ、そしてもう一つは、最上位クロックであるニュートロンスター2です。手動で調整され、温度コントール、そして、最高のオーディオ再生を実現するいくつもの技術が投入されています。

(※クロック製品には、クロックケーブルと電源ケーブルが同梱されています。)

How does it affect the sound?
A reference Clock is installed inside an audio player, and will have the effect of cleaning up the sound stage. This means the sound stage will spread out correctly, and make it easy for you to feel where the instruments and artists are placed. It essentially turns music from background noise to a living experience. Most digital audio equipment is fitted with a noisy clock from the factory, running on the same power rail as the rest of the (noisy) electronics. This will give a narrow and blurry soundstage. Kind of like if the whole band in your music were standing inside a phone booth, and you were trying to listen outside.You cannot pinpoint if the drums are in front or back.
So there is potential for improvement. A reference clock is step #1 in upgrading a digital player, to reach clean and living digital sound, which will let you really enjoy the music instead of turning it down.
You can apply a reference clock to a cheap or expensive player with the same positive result. We guarantee you, that you will be surprised and amazed how much improvement in sound you can get from this clock.

このクロックはどのように音質を変えるか?
このクロックは、オーディオプレイヤーの内部に組み込む機器であり、サウンドステージの曇りを取り去る機能があります。サンドステージは本来あるべき広さに広がり、楽器の鳴っている様子が容易に感じ取れるようになります。もともとノイズとしか感じられなかった演奏を、生気あふれる視聴体験に変えることができます。ほとんどのオーディオ機器のクロックは、ノイズの多い製品回路に接続され、ノイズにまみれた挙動をしています。その結果、音はナローバンドで、サウンドステージは団子状になってしまいます。それは、バンド全体を電話ボックスの中に詰め込んで、電話ボックスの外から音楽を聴こうとするようなものです。
そんな再生機器では、ドラムがバンド前列に居るのか、後列に居るのか、指摘することはできません。そこにこそ、クロック精度改善での音質改善の可能性があります。クロック換装は、デジタル再生のアップグレードの第一段階です。クロック換装により、音楽に幻滅することなく、よりクリーンな、そして生き生きとした再生を楽しむことが出来ます。
このクロックは、安い再生機器にも高級プレイヤーにでも組み込むことができ、そして、その音質は改善します。このクロックを組み込んで再生したとき、音の良さにあなたは間違いなく驚くでしょう。保証しますよ。

A whole new type of Voltage Reference.
The voltage reference is the most important part for making the clock's performance. If the reference has any noise, it will find it's way into the clock signal, which will lower the performance. In our previous clock regulators we used the LM329, one of the best single chip voltage references in the world, when it comes to low frequency noise performance. But there are ways to push the noise level even lower, but it takes some effort. A special type of green LED, based on a Gallium Nitride crystal has been found to have exceptional low noise, but unfortunatly also lower temperature stability. Therefore we spent a lot of research trying to find a way to compensate for the temperature drift of the Gallium Nitride crystal, without sactificing any noise performance. So we ended up with a total of 63 components to replace just the one LM329 chip, with the sufficientstability and noise rejection. This while keeping the extreme good noise performance of more than 30 times better than a standard 7805 regulator.
Can the noise performance be achieved by using decoupling capacitors? This seems like a logical and cheap solution, but that would only work at higher frequencies like above 100 Hz, while the most hostile noise is in the lower frequencies. Therefore there are no available standard references with low enough noise, to achieve the outstanding performance that has now been achieved with Neutron Star 2. The noise is so low, that a capacitor will not even improve the noise, and therefore we didn't use the OSCON capacitors we used in the earlier version. They have no effect in this reference.

全く新しい基準電圧・電源回路
クロックのパフォーマンスを高める上で、定電圧回路、及びその基準電圧回路は非常に重要な位置を占めます。もし、基準電圧がブレるとクロック信号にノイズとして混入し、再生クロック信号が汚染される原因となります。当社の過去クロック製品においては、LM329という電圧レギュレーターを使用していました。LM329は単一チップの基準電圧内蔵電圧レギュレーターとしては世界最高の製品です。しかし、更に電源のノイズを抑制する方法がことは知られていました、が、実現するにはいくつかの困難がありました。ガリウム砒素タイプの特殊緑色LEDは、基準電圧として驚くほど安定な挙動を取ることが知られています。しかしながら、その特性は温度依存性が高く、ガリウム砒素結晶の温度ドリフト問題を解決するのに多くの実験を行い、開発期間を費やす必要がありました。そして、我々は電源精度のさらなる向上のため、LM329を1チップ使う代わりに、全部で63個の部品からなるディスクリート回路を組み上げ、製品に組み込みました。その結果、電源の安定度は7805の時代から比べ30倍以上改善しています。
ノイズは電源回路の高性能コンデンサで減らせるのか?というのは、短絡的で安易な解決案です。そして、音質に影響するノイズは比較的低周波に多いのに対し、コンデンサの追加によるノイズ低減効果は100Hz以上の比較的高い周波数にしか効力がありません。Neutronstar2によって実現された低ノイズ性能は過去に類を見ないレベルに達しており、そのノイズ低減効果はコンデンサでは改善出来ないレベルまで到達しているため、Neutronstar2では、過去製品に使用していたOS-CON(訳者注:超高性能個体電解コンデンサ)は、もはや使用していません。本回路ではOS-CONを追加しても特性は改善しないのです。(訳者注:筆者きっとドヤ顔です。)



The residual noise of the Gallium Nitride reference. (-90dB)

ガリウム砒素基準電圧の残留ノイズ(-90dBに達する)



Compared to the same measurement for a 7805 standard regulator. (-62dB)

比較対象として、7805三端子レギュレータの残留ノイズを示す。(-62dB)

Note the scale is different on the two readings, and the noise in both readings are amplified 1000 times or 60dB. So the absolute values are -130dB and -102dB under 2.83V respectively.

注:2つのグラフの縦軸は同一ではないこと、そして、ノイズは1000倍(60dB)に増幅されることに注意。したがって、2.83Vでの絶対値は、それぞれ-130dB、-102dBになります。(訳者注:ここよくわからなかったです。どういうこと?)


ns2pic3m
(訳者注:白く横一列に並んでいるのが、GaN LEDです。)


Temperature stability and support features.
The Neutron Star 2 has an on-board stabilized temperature island, which will keep the frequency stable at all normal environmental conditions. When the thermostat is locked, a green LED will turn on, indicating the right temperature of the crystal has been reached within +/- 0.5 deg. C. At the 15V power supply connector there is a small red LED which will light up in case any noise is detected on the power supply line. This is measured before the on-board regulators, and may not affect the performance of the clock, however you have a warning to let you know something should possibly be done to remove noise on the power supply.

There is a HOST function on the NS2 clock. Let's say you have an external power supply for the Neutron Star 2 (recommended), and it will run with power continously. But maybe your DAC or digital player is not always on. Then you need to switch the clock off whenever the digital player is off. This can easily be done with the HOST function. Simply connect the 3.3 or 5V supply of the host player to the NS2 HOSt terminal, and activate the HOST function (see instructibles). Then the clock will only be active on the output whenever the player is on.
The output clock amplitude has to fit with the host machine, therefore a setting is possible on each clock, to get 5V (default), 3.3V or 1.8V (for Raspberry Pi3) clock amplitude. The NS2 has 2 different outputs, and they are completely isolated from each other, and from the power supply plug (by at least 300V AC potential). The main output is a 50 Ohms COAX output, which is potential shifted to the set positive voltage. This signal connects to the input of the clock gate on the host board. The Active output is the same clock signal, but the first gate is actually placed on the NS2 board, giving in some cases a better compatibility to the host (and thus better sound in some cases). This might be used in cases where the host player uses a metal can oscillator. Here you connect 3.3 or 5V DC from the host supply to the NS2 Active output, and then you have a CMOS compatible digital clock output signal, just like the metal can oscillator. But in this case you can only run up to 5-7 cm. of wire to the player. Better 3 cm if possible.


温度安定化回路、動作安定化回路
ニュートロンスター2は基板上に温度安定化装置を搭載しており、これにより通常の温度環境下での発振特性を安定化させることができます。温度安定化装置がロックすると、緑色のLEDが追加点灯し、クリスタルの温度が至適温度の±0.5℃以内に入ったことを示してくれます。15Vの電源入力端子近くには赤色LEDが配置されており、電源ノイズが検出された場合はこれが点灯します。これらは、クリスタル用安定化電源回路よりも手前に配置されており、クロックのパフォーマンスには影響しません。しかしながら、可能であれば電源のノイズは除去したほうが良いことは言うまでもありません。

IMG_6411


(以下未翻訳)
ニュートロンスター2にはHOST機能があります...

出力電圧は、組み込む対象の機器に応じて変更設定してください...





Low Noise Colpitts Oscillator.
The Neutron Star 2 Clock uses a Colpitts oscillator, famous for low noise, and usually found in sensitive receiver equipment. This type of oscillator does not transfer power rail noise to the clock phase, like a standard oscillator based on the simpler and more noisy Pierce type '74HCU04 inverter' oscillator, as found in most OEM equipment. Not only is the gate not exactly a low noise amplifier for weak crystal signals, but also half of the noise on the +5V rail is coupled directly on top of voltage on the input pin. But it is cheap, and therefore used many places.In Neutron Star 2 we go another way, and try to make the best possible product, without compromising on important places. A new special performance feature, compared to earlier versions is that we no longer use a silicon RF transistor in the oscillator, but now instead a germanium ultra low noise transistor. This type of transistor is extremely stable, and normally used in professional GPS receivers.

低ノイズColpitts型発振回路
ニュートロンスター2クロックは低ノイズで知られ精度が必要な受信機でよく使用されるコルピッツ型発振回路を搭載しています。このタイプの発振回路は電源ラインのノイズが位相ノイズとして出力されず、これは74HCU04を使用したメーカー頻用回路とは一線を画すものです。74HCU04を使用した回路では、ゲート入力が微弱な水晶信号を増幅するための低ノイズ増幅回路として動作する必要があるだけでなく、5V電源のノイズの半分が入力信号に混入してしまう仕様となっていました。しかし、この安い回路はその価格ゆえ、現在あちこちで頻用されています。
ニュートロンスター2では、我々は異なる選択肢を選び、重要要素について妥協せず、現在構成可能なベストの回路を組み上げました。新しい特徴として、過去製品で搭載していたシリコントランジスターや発振器の搭載を止め、超低ノイズなゲルマニウムトランジスタを導入しました。このタイプのトランジスタはその安定性から、高精度GPSレシーバーに採用されています。


Transformer isolated injection point.
To understand why this feature is an absolute must in a quality clock, we can compare the install circuit with and without isolated output.


トランスで絶縁されたクロック信号ライン
高精度クロック組み込みにおいて、クロック信号のトランス絶縁がどれだけ重要かを示すために、絶縁トランスの有無でどのような回路になるかを比較してみましょう。

ノイズ源からの電流が矢印の部分から流入してしまうため、
クロック信号にノイズが混入する結果と鳴ってしまいます。


The clock installation of a typical clock with direct output will form a GROUND LOOP, causing noise from all the circuits in the host machine to most likely connect through the clock signal wire. This destroys the clock unit's performance. In the Neutron Star 2 we use ground isolation (up to 1500V AC) to eliminate
the ground loop. Now only a very weak current flows in the ground wire, and the noise problem is eliminated. The ground of the clock gate in the host machine may still have some noise on it, however this becomes common mode noise, and will not affect the clock signal.

通常のクロック組み込みでは、グランドループが形成されることが少なくなく、クロック信号線からのノイズ流入の回避は困難です。これによりクロック信号のパフォーマンスは失われてしまいます。ニュートロンスター2では、パルストランスにより1500Vまでのグランド絶縁性能を獲得しています。その結果、グランド線から流れる電流は極小となり、ノイズの問題は根絶されました。組み込み機器のクロック入力ゲートのグランドにあるノイズは残留しますが、これはコモンモードノイズであるため、信号の品質には影響しません。
クロック信号電流のみがグランド接続部を流れるため、
デジタルノイズはキャンセルされます。


The actual transformers are tiny toriod's, inside an SMD package

内蔵しているトランスは非常に小さく、表面実装パーツの中に内蔵されています。




 

マスタークロックは、デジタルオーディオ再生の要です。
今回は、色々とクロックを聴いてきて、思っていることを書かせていただきます。

デジタル信号として保存されたデータを、時間軸に沿って波形情報に戻すのが、DAコンバーターです。
その際に、時間軸がぶれないように、正確に時間を刻むのがクロックです。

回路は長ければ長いほど、間に機器を挟めば挟むほど、信号のタイミングにブレが生じます。
ですので、「どこにクロックを入れるか?」という問題の答えはすでに出ていて、「DACの直近」です。



で、それだけで話が解決するかと言うとそうでもありません。DACはデータが入って初めて動作します。なので、DACの動作に合わせて、過不足なくデータがDACに供給される必要があります。

現在のオーディオでは、データは、①本体のメモリの中、②CDなどの記録媒体ドライブの中、もしくは③CDトランスポートなどのデジタルケーブルで接続された機器の中、あるいは、④USBケーブルで接続されたPCの中、⑤ネットワークで接続された記録ドライブの中、⑥インターネット接続の向こうの配信サーバーなど、様々な場所に格納されています。これらの記録データをDACまで過不足なく運び供給する必要があります。 

DACへのデータ供給はDAC直近のクロックによって行われるのが、最も理想的な条件です。
これを実現するために、どの様にコントロールするか?というのが問題になります。
上記①〜⑥において、再生に同期して(1:1速度で)読み出しが行われるのが、①、②、③、(④)。そして、再生速度以上の信号で転送されて一旦バッファメモリに入り、そこから読み出されるのが、⑤、⑥、(④)だと一般的には分類されます。④については、同期転送(シンクロナス)と非同期転送(アシンクロナス)のモードがあるとされ、シンクロナスが前者、アシンクロナスが後者に分類されます。
 
ここから、デジタル再生の歴史を、自分の認識に基づいて記載させていただき、考察を進めようと思います。

アナログ時代のオーディオは完全に同期転送でした。読み出しの速度がそのまま再生速度となるため、アナログディスク(レコード)や、テープ(オープンリール、カセットテープ)は、再生の回転速度変動、回転ムラがおこらないように、重厚なターンテーブル、テープ送り速度制御機構が組み込まれました。

CDプレイヤーも初期のものは読み出し速度≒再生速度であり、CDプレイヤーの中のクロックによって速度が規定されました。原理的には完全にクロックに依存するはずですが、この時点で、CDの回転状態やピックアップの読み出し精度の差が音質に影響を及ぼす、ということも知られるようになり、様々な高級CDプレイヤーが開発されました。(CDに重厚なクランプを当てて再生するVRDS、CD回転をベルトドライブで行う方式、ピックアップを固定して回転するCDの軸を動かす方式、一点支持でピックアップを動かすスイングアーム式光学系などです。)

情報技術の発達により、曲1曲分のデータ、CD1枚分のデータがPC内に保存したり再生出来たりするようになると、メモリ(データ)を再生する、という概念が登場しました。これにより、CD音源をCDを回転させずに再生できるようになりました。再生速度はクロックのみに依存するはずであり、VRDSなどは時代遅れとなり、CDの読み出しエラーからは開放されるはずでした。(実際に確認するとCDの読み出しエラーは音質に影響を及ぼすほど起こっていないことが後に確認されます。)

さらに、再生速度に同期せず、再生速度よりも早い転送手段でメモリにデータを展開し、それをクロックに従って正確に再現できる、という方法も確立されてきました。USBの非同期転送、ネットワークでのデータ転送です。

PCでのデータ再生によって、すべてのジッター問題は解決されたかに思えました。



しかし、2010年以降、PCオーディオが実際に検証されるようになると、CDで得られていた音質は必ずしもPCオーディオでは得られていないことに、一部ユーザーがだんだん気づくようになりました。また、2009年頃より高精度クロックブームが到来し、LCAudio、Dexa、NewclassD(これはすべて中の人は同一)、SounddenFidelixプラクトサウンドNeb(根布産業)などのクロックが導入され、様々なクロック換装が行われ、その音質に人々は驚嘆しました。

その後、Squeezeboxや、LINN DSが世間に登場し、DLNAの登場と相まって、NASに入れたデータを再生する、という形式が徐々に普及してきました。 LINNはそれまで製造していたCD12の製造を終了し、回転系ディスクプレイヤーからネットワークプレイヤーに完全に移行し、2017年、LINNよりCD12の修理対応も終了の宣言がなされました。CDプレイヤーの時代は終焉したかに思われました。



USBの非同期転送も、LANでのデータ転送も、いずれも転送の状況と再生速度は関係しないはずであり、再生するタイミングまでにデータがDACまで届いていれば、その再生音は一定であるはずでした。(そのように期待され、そのように設計され、そのように製造され、そのように販売され、ユーザーはそれを期待して購入しました。)

さらにプレイヤーについても検討がなされました。可能な限りシンプルな再生系に、高精度なクロックを搭載する、というコンセプトで、Sforzato DST-01がデビューしたのは鮮烈でした。(自分も予約購入しました。)
Sfrozato DST-01は、本来対となるDACが開発されるはずでした。そして、DST-01には、ワードクロック入力もついていました。ワードクロックとは、44.1kHz、48.1kHzといった、オーディオデータの周波数で、再生速度をコントロールする信号システムです。この当時、ちょうど中古ルビジウムユニットが市場に多く出回りだしたため、ルビジウムクロック搭載製品として、出力をワードクロック周波数に合わせた製品が多数発売されました。

一方でワードクロックの外部注入には一つ問題がありました。44.1kHz系(CDや後のYoutube、DSDなど)と48kHz系(DVDや、いわゆるハイレゾなど)はそれぞれ周波数が異なるため、これらを切り替えて再生する場合は、クロックの切り替えも必要でした。1台のクロックで全部切り替えられたらいいのに...という希望を叶えるために登場したのが、10MHzのクロックシステムでした。DST-01もファームウェアのバージョンアップでこれに対応し、その後、PMC-01などの高精度クロックが市販されることになりました。10MHzクロックの導入により、再生周波数が切り替わる場合でもクロックの周波数は変更なしで再生することが可能になりました。

世の中には10MHzマスタークロックが溢れ、マスタークロックというのは10MHzである、という概念が広く浸透したのが現在です。
しかしながら、44.1kHzも、48kHzも、10MHzとは割り切れない関係ですので、10MHzでオーディオ再生をする、というのにも若干の無理があります。(できないことはないけど、理想動作できない可能性がある、という状況です。)

いずれにせよ、デジタルデータ再生は、ここで一つの結論へ到達し、これ以上の音質向上要素はなさそうに思えました。




しかし、ここで、より高音質な再生方式として、新しい方法が提案されました。
USBの接続での高音質再生を提案したJPlay、そして、LAN接続での高音質を謳ったDirettaLAN‐DACなどです。これらはいずれも、非同期で転送されるデータを細切れにして、リアルタイムにプレイヤーに流すことで、プレイヤー側からみて、常に一定の速度でデータが流れてきているようにすることで、プレイヤーの負荷(仕事量)を一定にし、それにより高音質を目指す、という方法です。プレイヤーが一度に多量のデータを受けると、それをメモリに保存する動作のために動作が変動し、それにより再生にふらつきが生じ、音質に変化がおきる、と推測されます。これは、プレイヤー側の設計の問題(その程度で再生がふらつくのでは非同期転送のメリットがない)なのですが、商業的な理由から、JPlay、Diretta、LAN-DACがいずれも、今までにない素晴らしい転送方法であるかのように宣伝されているのが現状です。

そこで根本に立ち返ってみるわけですが、根本は、DAC直近のクロックをマスターとする方法です。そして、原因はともかく、非同期転送よりも同期転送のほうが音が良い可能性が示唆されてきています。そして、更に追求すれば、DAC直近のクロックですべてのシステムが同期動作するのが理想です。となると、クロック伝送の観点から、データ読み出しもできるだけDACに近いほうが有利な可能性があります。これを実現するためには、データトランスポート一体型プレイヤー、データ読み出し装置一体型プレイヤーなどがあります。

データトランスポート一体型プレイヤーとしてはSDtransなどの、クロックを直接注入できるタイプのトランスポートでDAC直近のクロック信号をそちらにも送り再生する方法があります。
そして、読み出し装置一体型プレイヤーですが、ソフトの入手簡便性などを考慮すると、現在はCDプレイヤーが一番現実的です。(結局振り出しに戻ってしまいます。)

実際のところ、様々な機器を巡った後に聴く高品質クロック搭載のCDプレイヤーは、クロックのフォーカスが合って、とても良い音だと思います。 良いクロックでの再生は、①空気感、②音のフォーカス、③全体の説得力、が向上すると認識していますが、先日クロック換装を外注したCDプレイヤーも非常に良い音だと思います。




デジタルオーディオですが、8607BVADuCULoN、とn周まわって、現在CDプレイヤーまで帰ってきてしまいました。

理想的には、オーディオ周波数の高精度クロックを内蔵したメモリプレイヤーが理想になりそうに思います。そういう意味では、LUMINAurenderにも注目できます。しかし、今の所、すべての条件を満たしたプレイヤープレイヤーは市販されていません。

誰か製品を作って、販売してくれないですかね。(^^;

最近の新製品情報で、Steady Clock FS という名前を目にしました。

http://www.ikebe-gakki-pb.com/new_product/?p=37025

こちらを参照すると、

RMEの新たなリファレンスとして誕生したADI-2 Proは、最大サンプルレート768kHzならびにDSDの再生/録音にも対応したAD/DAコンバーターであるだけでなく、USB DAC、USBオーディオ・インターフェイス、さらにハイエンドなヘッドフォン・アンプとしても最高品質を提供するデバイスです。その限りなく透明な音質と独自のユーザー・インターフェイスにより、マスタリング・スタジオや音響測定などのプロフェッショナルな現場だけでなく、世界中のオーディオファイルにとっても究極のツールとしてお使いいただけます。

◎さらなる進化を遂げたSteadyClock FS

数多くのRMEデバイスで高いクロック精度そして驚異的な低ジッターを実現する独自のクロック技術であるSteadyClockは、レコーディングやPAなど数々の現場でプロフェッショナル・ユーザーから高い支持を獲得し、RMEの哲学である「色づけしない透明なサウンド」を実現する重要な技術です。その完成度は非常に高く、最初のSteadyClockからSteadyClock IIIまで、基本設計とそのパフォーマンスには大幅な仕様変更がされていない事がその事実を裏付けています。内部クロックを使用した場合も外部クロックを使用した場合も同じ音質での再生が可能で、数多くのRMEデバイスでの長年に渡る動作実績により賞賛を得ているテクノロジーです。

新たに開発された「SteadyClock FS」でもSteadyClockの基本設計とパフォーマンスはそのままに、アナログPLL回路のアップデートを行ない、DDSとPLLの両方に低位相雑音水晶発振器を参照させることによりさらなるセルフ・ジッターの抑制に成功。SteadyClockは常にPLLモードで動作しますが、ジッターの仕様は通常マスター・クォーツ・クロック・モードでしか見られないレベルに達します。アップデートされた回路をドライブさせる低位相雑音水晶発振器は非常に高い周波数安定度を誇り、その仕様はピコ秒を超えるフェムト秒 (Femto Second) の領域に達し、そのことが「SteadyClock FS」と言うの名前の由来にもなっています。

と、ワクワクする文章が並んでいます。なんかとてもすごそうで、もうクロックなんかやめてこれを買ったらいいんじゃないか?そう思わせる文章です。

でも、文章を読んでもあまり内容が伝わってきません。一体どういうシステムなのでしょうか?
本国サイトを参照してみましょう。

https://www.rme-usa.com/steadyclock-fs.html

About Jitter 

ジッターについて

In digital audio, the clock frequency is an essential factor, as it creates the correlation between the audio bits and the time reference. Unfortunately, the clock frequency is not always as stable as desired. Small fluctuations of the clock frequency are referred to as "jitter", measured in nanoseconds (ns). They are the natural born enemy of any digital audio transfer. The effects of jitter on the audio signal are many - from a somewhat rough sound quality to diminished treble localisation to clicks and dropouts in extreme cases. To solve these issues, RME have developed a completely new technology for synchronization and jitter suppression in digital audio signals - SteadyClock.

デジタルオーディオにおいては、クロックの周期精度は重要な要素です。クロックは時間情報に基づいてデータ再生を行うのに使われます。しかし残念なことに、クロックはいつも望むほどの精度がある、というわけではありません。クロック周波数の微小なゆらぎは「ジッター」と呼ばれ、ナノセカンド(ns)単位で測定されます。このジッターの存在は、デジタルオーディオ再生の根源的な悪であるといえます。ジッターがオーディオ再生音に及ぼす影響は多岐にわたり、全体に音質が荒くなる、といったことや高域の定位が曖昧になったり、音が途切れたりするといったことまで起こります。これらの問題に対処するため、RMEは全く新しいジッター抑制のためのデジタル信号同期技術を開発しました。それがSteady Clockです。(訳者注:ここドヤ顔してる。)

FS-Jitter

画像:Steady Clockの効果 上:Steady Clockあり 下:Steady Clockなし

The Evolution of SteadyClock

Steady Clockの進化

SteadyClock has originally been developed to gain a stable and clean clock from the heavily jittery MADI data signal.The embedded MADI clock suffers from about 80 ns jitter, caused by the time resolution of 125 MHz within the format. Common jitter interface values are 5 ns, while a very good clock source will have less than 2 ns. Using other input sources like AES, SPDIF, word clock or ADAT, one most probably never experiences such high jitter values.

Steady Clockはもともと、超ジッターの多いMADIデータ(訳者注:RME社が開発したオーディオデータとMIDI楽器演奏情報を同時に転送するデータ形式)から高精度なクロック信号を抽出合成するために開発された技術です。MADI信号に含まれるクロック信号は125MHzという信号周波数の影響で80nsのジッターが発生することは原理的に避けられません。一般的なジッター量は通常5ns程度、高精度通信のジッターでは2ns以下に抑えられています。MADI以外の、AES、SPDIF、ワードクロック信号、ADATなどを使用している場合には、MADIのような過大なジッターを含む信号を処理することはありません。(訳者注:MADIはジッターが多い信号だ、と言いたい。)

But SteadyClock is not only ready for them, it would handle them just on the fly. SteadyClock reacts quite fast compared to other techniques. It locks in fractions of a second to the input signal, follows even extreme varipitch changes with phase accuracy, and locks directly within a range of 28 kHz up to 200 kHz.


Steady Clockはジッターに対し受け身で対応するだけではありません。ジッターをリアルタイムで処理できる技術です。Steady Clock は他のジッター抑制回路と比較してより迅速に入力信号に反応し、僅かな時間で信号同期を完了し、入力周波数の大きな変動にも正確に、28kHzから200kHzまでの広い範囲の周波数でダイレクトに同期をとることができます。 

The SteadyClock technology of RME's latest products guarantees an excellent performance in all clock modes. Its highly efficient jitter suppression refreshes and cleans up any clock signal, and provides the clock signal as reference clock at the word clock output. At the same time, analog conversion is performed on a guarateed level of highest quality, completely independent from the kind and quality of the used reference clock. The cleaned and jitter-freed clock signal can be used as reference clock in any application. And the quality of the external (input) clock doesn't matter anymore.

RME社が開発したSteady Clock テクノロジーはあらゆるクロックデータに対して十分な精度を保証する最新のテクノロジーです。そして、その結果として、クロック信号をワードクロック信号として他機器へ出力することも可能なレベルに達しています。さらに、リファレンス(訳者注:入力された信号の)クロックの精度に関わらずDA変換の精度も非常に高いものになっています。生成されたクロック信号の精度は十分高いため、クロック信号として多様な信号処理に使用することが可能です。改めて、Steady Clockのジッター抑制機能を使えるば、どのような精度の信号が入力されても大丈夫、と申し添えておきます。 

SteadyClock FS - Excellent performance, redefined 

Steady Clock FS - 更に向上したパフォーマンス

Today SteadyClock is still the same, with a few small improvements in the latest FS version, like even more efficient filtering, and a design based on a super low jitter reference clock. The ADI-2 DAC was the first device in RME's range with SteadyClock FS. There is not much to improve with SteadyClock, it has earned its accolades over years of flawless operation in numerous RME devices, guaranteeing that using the internal clock will produce exactly the same sound as when using an external one. SteadyClock highly rejects jitter and handles all digital interface formats in an exemplary way.

現在のSteady Clock はいくつかの改良をへてFSバージョンとなり、ジッター抑制は高度化し、基準クロックはより高精度となっています。しかし、その基本コンセプトは変わっていません。ADI-2 DACはRME社の製品としてSteady Clock FSを搭載した最初の製品となりました。過去のRMS社の製品はSteady Clockの能力で、生成クロックのみで、外部マスタークロックと同等の音質を実現したと高く評価されてきました。今回のSteady Clock FSは、このSteady Clockから更なる性能の改善を実現しています。Steady Clock機構ははジッターを完全に抑制し、すべてのデジタル信号をあるべき姿で処理することができるようになる技術です。

With SteadyClock FS the focus was put on reducing the self jitter of SteadyClock to new lows, by improving its second, analog PLL circuit, and referencing both Direct Digital Synthesis and PLL to a low phase noise quartz crystal. The self jitter measured through DA conversion now reaches levels that usually are only available in master quartz clock mode, while SteadyClock still always runs in PLL mode - no matter if internal or external clock, sound is exactly the same (again). The low phase noise oscillator driving the updated circuit reaches jitter specs lower than a picosecond (ps), an area called FemtoSecond. Hence SteadyClock FS.

Steady Clock FS の開発においては、Steady Clock で問題となっていた内部ジッターの問題に対し、2つ目のPLL回路を導入し、高精度水晶発振器とPLL回路、デジタル信号処理参照回路をも組み込むことでさらなる高精度を実現しました。そのため、どのような外部クロックの変動があっても、Steady Clock FSを使用した回路では通常のPLLを用いた回路構成のレベルを超えて、水晶マスタークロックを用いた場合と同等の精度を維持することが可能です。最新の回路で駆動する低ノイズ発振器は、フェムトセコンドの領域からピコセコンドの領域にまで及んでおり、そのため我々はそれをSteady Clock FSと名付けました。

FS-Sample

画像:波形に対しフェムトセコンド領域でジッター抑制を行うことでジッターの少ない波形再生を行うことができる。ジッターはナノセカンド、ピコセカンド領域以下に抑制され、フェムトセコンド領域に到達している。

Full Range Capture without compromises

あらゆる領域に妥協しない姿勢を

RME Audio has always been completely focused on performance, the company's products are the first choice of audio professionals around the world. Precise German engineering and a relentless pursuit of sonic perfection will ensure the highest quality results — no matter what the application.

RMEは一貫して製品のパフォーマンスに注目してきました。そして、RMEの製品は世界中の音響プロフェッショナルの第一選択として選ばれています。ドイツの正確無比な製品設計と揺るぎない音響性能への追求が結果として、あらゆる領域で最高のクオリティを生み出すことを可能にしました。

RME's mic preamps and converters are designed to capture every nuance of a performance, with no added sweeteners. Every detail is captured and no detail is lost. Neutral conversion allows you to hear the performance exactly as it is in the room — giving you the confidence you need that what you hear in the control room will translate to the final product.  Digital format conversion in RME products are done without any loss or degredation, and SteadyClock ensures your sonic image will never experience degredation.

RMEのマイクプリアンプとコンバーターは、妥協を許さず、あらゆる演奏のニュアンスを記録するようデザインされています。演奏情報はありのままにすべて録音されます。そして、変換器はその高い性能によって演奏された部屋にいるかのような演奏記録を可能にし、そして、録音エンジニアが自身を持って録音作業ができるようにする手助けをしています。RME製品のデジタル変換精度も非常に高く、Steady Clockの能力と相まって、情報の欠落や色付けとは無縁となることでしょう。

In today's music creating environment, users should never have to tolerate sub-standard reliability and performance — whether the goal is to capture a multi-piece orchestra in a commercial recording environment or a demo in a bedroom studio. Where other AD/DA converters and preamplifiers fail, RME Audio delivers the ultimate reliability, clarity and detail time after time, year after year.


現代の音楽制作シーンにおいて音楽録音する場合、オーケストラ録音でも、ビデオ制作室でも、そして、自宅での宅内録音であっても、音の悪い音響機器は使われるべきではありません。他社のコンバーター、プリアンプのことは知りませんが、RME社はこれまでも、これからも、完璧な製品をお届けし続けます。

(翻訳終わり)


つまり、入力信号に対し、PLLを工夫してきれいなジッター信号を作ったのがSteady Clock。
さらに水晶クロックをリファレンスとしたのがSteady Clock FSのようですね。
とすると、技術的にはAIT DACが搭載している、入力信号に応じてVCXOを連動させて、DACを入力信号に完全同期させる技術と同様のものだと推測されます。

自分が目指している、低周波ジッターの抑制には、これはあまり向かないような...
RMEの製品は、自分向きではないようでした。(完)

(翻訳してて思ったけど、あえてわかりにくいようにボカして書かれているんじゃ?この英文。)





 

オーディオにおける(マスター)クロックとは一体何でしょうか?
(それは、カップラーメンに加えるお湯のようなものです。)
その問を考える上で、まず必要なのはオーディオとは何か?ということです。
普通に考えると「音を鳴らす機械」となります。それだけでしょうか?


オーディオで行うことは音楽の再生です。
音楽とは、録音したり合成されたりした音信号の記録です。もともと生ものですので、録音現場にしかないものです。それを、電気を用いることにより記録媒体に保存します。記録媒体に保存された録音情報は、再生機器を用いて再生されます。

再「生」とは、再び生の状態に戻すということです。言い換えれば、音楽は録音された状態で真空パック、、、というよりはフリーズドライとして静止した状態で保管されます。再生する際に、フリーズドライ化された音楽情報に時間情報を付加して、音楽として復活させます。この際の時間情報の基準となるのが、オーディオにおけるクロックです。

ですので、オーディオ再生とはカピカピに保存された音楽信号に、水を加えて生に戻す作業だとイメージしても良いと思います。カップラーメンにお湯を入れるとき、湯が濁っていたり、味がついていたりすれば、カップラーメンの再現性への影響は無視できない、というイメージです。


ではなぜクロックと呼ぶのか?クロックとは時計です。ゼンマイ時計、日時計、水時計、様々な時計デバイスが歴史上発明されてきました。でも、ここで言う「クロック」とは、通常水晶のことを示します。なぜなら、現在手に入り普及している時間基準デバイスの中で最も正確なものが水晶振動子だからです。水晶の振動に電圧をかけると水晶が振動することは知られていて、その際の水晶の結晶の部位と方向、サイズで振動する周波数が決まります。

cu_01_03
(日本電波工業(NDK)のサイトより転載)
https://www.ndk.com/jp/products/app/cu_001.html

DuCULoNを製造しているNDKのサイトから転載した画像です。水晶の特定の部位からかけらを取り出すことで、特定の周波数に対応したクロックを作ることができます。最も頻用されるのはATカット、オーブンクロックとして恒温槽で使われることが多いのがSCカット。一口に水晶と言っても様々な種類とグレードがあります。

実際クロックとして使われているものは水晶だけではありません。水晶の他に、セラミックやMEMSと呼ばれる基板上デバイスなどがクロックとして使用されています。周波数は特定ですが、原子にエネルギー負荷をした場合に特定の周波数で振動することから、原子クロックも使用される場合があり、ルビジウム、セシウムなどが有名です。現在、1秒はセシウムクロックによって定義されているほど、信頼されています。

(原子クロックは正確ですが、消費電力が大きく、デバイスとして安定させるのが困難です。通常、原子クロックとして市販されているものは、原子の振動数を直接使用せず、原子クロックを基準として、水晶クロックを調整し、その信号を出力するものがほとんどです。)


では、なぜ、そこまでしてクロックにこだわるのでしょうか?(それは音の良さに直結するからです。)
録音するときに、録音する録音機の速度がふらついていれば、再生のときに音がふらつきます。
再生のときに、再生の速度がふらつけば、再生の音がふらつきます。
再生音がふらついたとき、聴く人間はその音が、もともとの音がふらついているのか、再生のときにふらついたのかの区別は付きません。人間は鋭敏な知覚と感覚により、音がどちらの方向からきていて、どのようなサイズのものがどのくらいの距離で鳴っているのかを推測できる能力があります。再生音のふらつきは、その能力を混乱させるため、再生音がふらつくと、どのような音か、という感覚の焦点があわず、ぼやけてしまいます。一旦再生のときにふらついてしまったオーディオ情報は、その後、どのような機器をつないでも(どのような良いアンプでも、王様のすべての軍隊、馬をもってしても)蘇ることはありません。その意味で、オーディオ再生の最上流で時間情報を付加するクロックがふらつかないことは、非常に重要だと考えられます。


クロックこそがデジタルオーディオの要、そう確信し、今まで様々なクロックを試してきました。色々失敗もしたし、うまくいったと思うこともありました。これからもいろいろ試していくんじゃないかと思います。
いやークロックって、本当に面白いですね。 ではまた。
 

↑このページのトップヘ