Raspberry Pi のI2S信号を見てみる つづき

　TeraDak ES9023 For Pi 2/B+。 　wavgeneで1kHzを発振させ、UR12でループバックし、Wavespectraで録音。192kHz/24bitデータ。
　波形が安定してトリガがかからない。周波数カウンタに揺らぎがあるということは、PLLの」ロックが外れていること。とは関係ない?　こういう事象って、どう測定すればいいのかな。わからない。

●FFTをかける
RCA出力。波形自体、ノイズが乗っている。

10kHz　FFTをかけると、1kHz以外にノイズがみられる。

100kHz　この帯域では、変なノイズ成分が見られない。オーディオ用としては問題ないように見える。でも60kHzから80kHz付近がこんもり盛り上がっているように見える。デルタΣ変調の高域の盛り上がりをローパスフィルタで落とした感じ?

1MHz　いやはや、ノイズが多いね。これはコンピュータからのノイズかな?

10MHzでも、多くのノイズがみられる。もちろん音として聞こえはしないが、折り返して20kHz以下に落ちることは十分考えられる。

50MHz

 電源を入れていないとき。環境ノイズです。

さかのぼって、マシンが立ち上がって、volumioが動く前のノイズです。

●●重要なことが分かった。多くの推測あり

• ES9023で50MHzのクロックを使うとき、サンプリング周波数192kHzの1kHz前後をばりばり変化する。
• PCM5122でも192kHzの1kHzもばりばり変化する。おかしいなー。BCKに対してPLLが高い周波数を作っているのだから、安定なMCKが出ているはずなのに。
• ES9023で49.152MHzのクロックを使うとき、サンプリング周波数192kHzの1kHzは少々変化する。
• ES9023で49.152MHzのクロックを使うとき、サンプリング周波数176.4kHzの1kHzは1kHzと低いのと2つだけ変化する。二つの周波数なのでオシロでは安定に見えてしまう。

 48kHzハイレゾである176.4kHzは、その整数倍の49.152MHzでは安定に2通りの周波数が出力されている。2Hzぐらい離れている。出現頻度は半々ぐらいに見える。

 44.1kHzハイレゾである192kHzは、その整数倍ではないがの49.152MHzでは2通りの周波数が出力されている。2Hzぐらい離れている。波形の濃さから出現頻度は1：3ぐらいに見える。

　ES9018は、マルチレベルかつ３次のデルタシグマ変調器が入っている（たぶん）。絶対なレベルを正確に得ることは不可能なので、2＾n個のコンパレータを用意し、ランダムに切り替える。確率的に、すごく正しいレベルが得られる。基準電圧は半導体の製造上正しい電圧が出ないけど、ある一定の電圧範囲に分布しているという理屈。双六を1万回ふると、各数字の出るのが1/6に近づくというのと同じ。10回ふっても1/6にはならない。

　もしかして、クロックに対しても、ふってるの?　ある範囲の周波数偏移で毎回ずらして出力する。確率的には正しい周波数を出力することで、理想のクロックを使っていることになる、という理屈なのかなー。

　DSDでも、ノイズが高域にあるが、これがホワイトノイズであれば、折り返しても、聞こえる帯域のノイズレベルを上げるだけ。でも、特有の周波数成分があれば、折り返しノイズは、特定のスペクトルを持つことになる。

　ピアノだって、複数のピアノ線をよって作る。その1本ごとに共振周波数を変えて調律する。すでにむかしから、そういう手法はあったのだ。NHK「もう一つのショパンコンクール」から。

　もうひとつ考えられるのは、BCK/LRCKもすでに周波数がふられている。でも、安定に観測できるからそういうことはないように見えるけど。

　オーディオ用のDACが16ビットを超えたころから、絶対的な基準電圧や電流を作ることが不可能になった。なので、それを避ける工夫を各社がし始めた。

　とすると、15万円もするジッターの少ない発振器は、意味があるの。2つもしくはそれ以上の複数の周波数を偏移させるのだから、ジッターがあろうが最初からずらそうと思って設計されているのだとすると。意味ない?

　安いパーツを使っても、ちゃんと性能を出せる設計!　えらい！

　ほんとかなー。

　なんか、青色LEDが、ある一定の割合で格子欠陥が存在したら、光量が飛躍的に増えたという話に通じるものがる。えっ、全然違うか。その当時というか、十年以上、みんなは格子欠陥のないGaNを作ろうとしてたんだね。