abk1's scratched blog 3

前回、前々回に引き続き、earfluff and eyecandy によるJitterの解説について読んでいる。
今回が最後だ。

Jitter – earfluff and eyecandy
http://www.tonmeister.ca/wordpress/category/jitter/

今回はPart 6から。

Jitter: Part 6 – What is Affected?

Jitter: Part 6 – What is Affected?
http://www.tonmeister.ca/wordpress/2018/08/10/jitter-part-6-what-is-affected/

So far, we’ve looked at what jitter is, and two ways of classifying it (The first way was by looking at whether it’s phase or amplitude jitter. The second way was to find out whether it is random or deterministic.) In this posting, we’ll talk about a different way of classifying jitter and wander – by the system that it’s affecting. Knowing this helps us in diagnosing where the jitter occurs in a system, since different systems exhibit different behaviours as a result of jitter.

これまで、ジッターとは何か、およびそれを分類する2つの方法を見てきました（最初の方法は、位相ジッターか振幅ジッターかを調べることでした。2番目の方法は、ランダムか決定論かを調べることでした）。この投稿では、影響を受けているシステムによって、ジッターとワンダーを分類する別の方法について説明します。これを知ることは、システムのどこでジッターが発生するかを診断するのに役立ちます。これは、システムが異なれば、ジッターの結果として異なる動作を示すためです。

We can put two major headings on the systems affected by jitter in your system:

data jitter
sampling jitter

If you have data jitter, then the timing errors in the carrier signal caused by the modulator cause the receiver device to make errors when it detects whether the carrier is a “high” or a “low” voltage.
If you have sampling jitter, then you’re measuring or playing the audio signal’s instantaneous level at the wrong time.
These two types of jitter will have different effects if they occur – so let’s look at them in the next two separate postings to keep things neat and tidy.

システム内のジッターの影響を受けているシステムには、次の2つの主な見出しを付けることができます。

データジッター
サンプリングジッター

データジッターがある場合、変調の原因によって引き起こされるキャリア信号のタイミングエラーにより、キャリア信号が「高」または「低」のどちらの電圧であるかを受信デバイスで検出したときに、エラーが発生します。
サンプリングジッターがある場合は、瞬間的なオーディオ信号レベルを、間違った時間のタイミングで測定したり再生している状態になります。
これらの2つのタイプのジッターは、発生した場合に異なる影響を及ぼします。したがって、次の2つの別々の投稿でそれらを見て、物事をきちんと整理してください。

Part 6は短いので、全文引用した。
しかし、googleまかせではちょっと問題かと思ったので、僕が手を入れることにした。どうだろうね。

Jitter: Part 7 – Data Jitter

Jitter: Part 7 – Data Jitter
http://www.tonmeister.ca/wordpress/2018/08/10/jitter-part-7-data-jitter/

ここは、正直良く分からない、、、

Part 6で書いてあったことは、『データジッターがある場合、変調の原因によって引き起こされるキャリア信号のタイミングエラーにより、キャリア信号が「高」または「低」のどちらの電圧であるかを受信デバイスで検出したときに、エラーが発生します。』とのこと。
要はキャリア信号自体に乗っかる形で影響するジッターという理解でいいのだろうか。

Part 7では「Peak-to-Peak error」、「RMS error」という言葉が出てくる。
これらの用語は、デジタルオーディオの本などでクロックジッター、周期ジッター（Period Jitter）というジッターの説明に出てくるようなんだけど（前に書いたけど、Periodic Jitterとperiod Jitterは、別の概念のような？）、それが、ここに出てきている。
データジッターという言葉は、そもそもグーグル検索で殆んど引っかかって来ない。data jitterなら多少はあるのだけど。なんだか、いろいろ謎である。

説明で「ランダムジッター」を想定している。
説明内容にあるような、ランダムジッターが多すぎたら読み取りエラーを生じるようになるのは、理解できる。
しかしデータジッターは、ランダムジッターだけなんだろうか。
ちょっと、そこの辺りがよく分からない。
もっといろんな作用が起こってると考えないと説明しにくいことがあるような気がする。

あと、ジッターでデータエラーを生じるような悪劣な環境でオーディオをやっているという想定は、かなり限定された状況のような気がする。
データエラーまで生じなくても、データジッターは音に影響するはずなのだ。
そこに触れてないようなのが、よく分からないところ。
技術的に説明しにくいのだろうか。まあ、僕が見当違いを言ってる可能性もある。

Jitter: Part 8.1 – Sampling Jitter - Jitter in the Analogue to Digital conversion

Jitter: Part 8.1 – Sampling Jitter
http://www.tonmeister.ca/wordpress/2018/08/28/jitter-part-8-1-sampling-jitter/

ここでは、AD変換について説明している。
個人的には過去に見たことがあるような内容が多いし、あんまり注意して読まなくてもいいかなと思ったら、そうでもないような。

エントリーの下の方に、ジッタの量が一定に保たれている場合に、振幅エラーの量は信号の傾きに応じて変調する、というのを「図6」に示している。「赤い曲線は、サンプルごとの誤差（ジッター信号から元の信号を差し引いたもの）を拡大してプロットしたもの」との、説明がある。

Secondly, if the amount of jitter is kept constant, then the amount of amplitude error will modulate (or vary) with the slope of the signal. This is illustrated in Figure 6, below.

Fig 6. The blue curve is a sine wave to which I have applied excessive amounts of jitter with a Gaussian distribution. The red curve is the sample-by-sample error (the original signal subtracted from the jittered signal) plotted on a magnified scale. As can be seen, the level of the instantaneous error is proportional to the slope of the signal. So, the end result is that the noise generated by the jitter is modulated by the signal. (If you look carefully at the blue curve, you can see the result of the jitter – it’s vertically narrower when the slope is low – at the tops and bottoms of the curve.)

AD変換で、これがデジタル音楽データに乗ったらおおごとだと思うんだけど。
これと同等のことが、DA変換でも起こり得ることじゃないのかと思う。
つまり「図6」の赤い線（線というより塗りつぶされてるが）は、ジッターがアナログ再生音を濁らせる、その様子が可視化されているのではないかと。
ADで起きることなら、DAで起きても不思議はないと思うのだけど、見当違いかもしれないが。

Jitter – Part 8.2 – Sampling Jitter - Jitter in the Digital to Analogue conversion

Jitter – Part 8.2 – Sampling Jitter
http://www.tonmeister.ca/wordpress/2018/08/30/jitter-part-8-2-sampling-jitter/

part 8.2では、DA変換について説明している。
オーディオ再生だったらこっちがメインだと思ったら、たぶん8.1で説明した内容と多くが被るのだろう、ごく簡単にすませている。
まあ、ジッターの説明でよく見る絵が描いてある。

文末に「I’ve completely omitted the effects of the anti-aliasing filter and the reconstruction filter – just to keep things simple.（単純化するために、アンチエイリアシングフィルターと再構成フィルターの効果を完全に省略しました。）」とある。

Jitter – Part 8.3 – Sampling Rate Conversion

Jitter – Part 8.3 – Sampling Rate Conversion
http://www.tonmeister.ca/wordpress/2018/08/30/jitter-part-8-3-sampling-rate-conversion/

ここではサンプリングレート変換について書いてある。
しかし、そんなに多くは書かれていない。

Synchronous Sampling Rate Conversion（同期サンプリングレート変換）とAsynchronous Sampling Rate Conversion（非同期サンプリングレート変換）についての説明がある。
うちで行っているのは、非同期のほうだ。

The good news is that, if the clock that is used for ASRC’s output sampling rate is very accurate and stable, and if the filtering that is applied to the incoming signal is well-done, then an ASRC can behave very, very well – and there are lots of examples of this. (Sadly, there are many more examples where an ASRC is implemented poorly. This is why many people think that sampling rate converters are bad – because most sampling rate converters are bad.) in fact, a correctly-made sampling rate converter can be used to reduce jitter in a system (so you would even want to use it in cases where the incoming sampling rate and outgoing sampling rates are the same). This is why some DAC’s include an ASRC at the input – to reduce jitter originating at the signal source.

(trranlated by google)
幸いなことに、ASRCの出力サンプリングレートに使用されるクロックが非常に正確で安定していて、着信信号に適用されるフィルタリングが適切に行われている場合、ASRCは非常に適切に動作できます。この例はたくさんあります。（残念ながら、ASRCの実装が不十分な例は他にもたくさんあります。これが、多くの人がサンプリングレートコンバーターが悪いと考える理由です。ほとんどのサンプリングレートコンバーターが悪いためです。）実際、正しく作成されたサンプリングレートコンバーターを使用できます。システムのジッターを減らすため（したがって、着信サンプリングレートと発信サンプリングレートが同じ場合にも使用する必要があります）。これが、一部のDACの入力にASRCが含まれている理由です。これは、信号ソースで発生するジッターを低減するためです。

サンプリングレート変換でジッターを減らせると、なんと、ここでお墨付きがもらえた！
うまく実装したらという条件付きだけど。

Jitter – Part 9 – When do I care?

Jitter – Part 9 – When do I care?
http://www.tonmeister.ca/wordpress/2018/08/30/jitter-part-9-when-do-i-care/

In order to talk about WHEN we care about jitter, we have to separate jitter into the categories of Data Jitter and Sampling Jitter

ジッタを気にする場合について話すには、ジッタをデータジッタとサンプリングジッタのカテゴリに分類する必要があります。

このPart 9で最後だ。

データジッターに関しては、機械と接続ケーブルをちゃんと使えと書いてある（うーむ、、、）。
サンプリングジッターのほうのまとめも、大したことは書いてないかな。

Can you hear jitter?

The simple answer to this these days is “probably not”. The reason I say this is that, in modern equipment, jitter is very unlikely to be the weakest link in the chain. Heading this list of likely suspects (roughly in the order that I worry about them) are things like

• aliasing artefacts caused by low-quality sampling rate conversion in the signal flow (note that this has nothing to do with jitter)
• amateurish errors coming out the recording studio (like clipped signals, grossly excessive over-compression, and autotuners) (and don’t get me wrong – any of these things can be used intentionally and artistically… I’m talking about artefacts caused by unintentional errors.)
• playback room acoustics, loudspeaker configuration and listener position
• artefacts caused by the use of psychoacoustic CODEC’s used to squeeze too much information through too small a pipe (although bitrates are coming up in some cases…)
• Dynamic range compression used in the playback software or hardware, trying to make everything sound the same (loudness)
• low-quality loudspeakers or headphones (I’m thinking mostly about distortion and temporal response here
• noise – noise from the gear, background noise in your listening room… you name it.

So, if none of these cause you any concern whatsoever, then you can start worrying about jitter.

最近は、昔ながらの「デジタルっぽい」音源は、ほとんど全く無くなった。
それどころか、昔のCDでも最近の機械で鳴らすと、デジタルっぽくない音がすることも多い。
録音も再生機器も良くなったということだろう。

しかし明瞭に聞こえなくても、ジッターが再生音に影響しているのは確かだと思う。
今でもちょっとしたことで、デジタル音源の音が変わるのだから。

今回、ジッターというのはいろんな切り口があるのだというのを改めて確認した。
それにしても、複雑で意味不明で分かりにくい。その一方で疑問が解けたこともあったので、読んでよかったと思う。引き続き、マイペースではあるけど、勉強していこう。

しかし、疲れた、、、今回はここまで。