ラスベリーパイ その13 Raspberry Piによるチャンデバ

 Raspberry Pi 2 Model Bを使ったデジタルチャンネルディバイダー(以降、ディジタル・チャンデバ)の音出しを行いました。
 天の川さん(ホーム頁はここ)のつくられたFIRのフィルターにより2Wayでクロスオーバー周波数3,000Hz、そしてフィルターの設計はGNU Octaveで行われ、演算は倍精度浮動小数点数(Double precision floating point number)で行っています。
 現存するデジタルチャンデバ(PCチャンデバを含む)としては、Minnさんの作られたfoobar2000のコンポーネント(channeldivierF)にならぶもので、高音質が期待できます。
 GNU OctaveはMATLABと互換性をもった数値解析ソフトウェア。

FIRフィルタ計算のプリシジョン(Precision)
 フィルターの設計で用いた倍精度浮動小数点数は、以下の様なデータの構成で、IBM製の汎用機(S/360)が出来た時のワードマシン機能です。特に科学技術計算、数値解析等に用いられた演算機能です。
 ・符号ビット (sign): 1 ビット
 ・指数部の幅 (exponent): 11 ビット
 ・仮数部の幅=精度 (fraction): 52 ビット(暗黙のうちに1ビット追加
  されるので、正確には53ビット)

HDMIとリヌックスの優位性
 hdmiの物理層はTMDS (Transition Minimized Differential Signaling)には、最大8チャンネルのPCMとそれを統括するバランス伝送のクロック信号が存在します。又、Raspberry Piのニュークリアス(Nucleus)はLinux(リヌックス)がベースであり、クロックの無いS/PDIF+Windowsより高音質である事が想定されます。

測定結果
 Omnimicで測定した結果を以下に示します。
 軸上0.7mでの測定で、音圧は90dBです。
full2way.jpg
 3,000Hzで綺麗に-6dB/Oct.でクロスしています、完璧です。
 120Hz付近のディップは、部屋固有の定在波の影響です。

イコライザーとフィルター
 FIRの場合、プリエコーを空間合成して相殺するために、クロスポイントにおいてチャネル毎の音圧が-6dB/Oct.で揃っている必要があります。そこで音圧をイコライザで調整します。以下がそのフィルターです。
Xfig1.jpg

タイムアライメント
 タイムアライメントをWavelet Spectrogramで測定してみましたが、これも良い結果が得られました。
 wreet.jpg
 0mSecを中心にテパーコーン状態で、高・低のタイム・アライメントはピッタリです。
 Y:周波数、X:時間 色が音圧を表しています。

MDPクライアント(Windows)
 MDPクライアントは、レガシーな「Gnome Music Player Clientを用いました。特にこれ限定されるものではなく、普段使い慣れているソフトを活用できます。
 Gnome Music Player Clientは多機能で、とても使いやすい、信頼度の高いソフトです。
 Gnome Music Player Client

肝心な音
 そこで、肝心な音ですが、周波数特性の平滑化は、音の良し悪しの総てではありませんが、一つの重要な要素です。
 敢て一言で言えば、小型モニター的な音です。

問題点と改善
 Raspberry Pi 2 Model Bをオーディオで使う場合の最大のウイークポイントは、以下に示しますように、変換効率を優先して従前のBモデルと比べて電源がスイッチング電源に改善(オーディオ的には改悪)されたことです。
 そこで、スイッチング電源の息の根を止めて、自作のシリーズ電源に切り替えることにより、更なる音質の向上が期待できます。
DSC04648.jpg
  印のインダクターを破壊して、矢印のチップコンデンサーに良質な直流を供給する事により、高周波のノイズ特性が改善される筈です。

天の川さんの「天の川オーディオ研究室」
 以下のサイトで、詳細が公開されています、是非実験してください。
 天の川さんのRaspberry pi 2 のHDMI出力でマルチアンプ!

 ノイジーなパソコンと決別、Winowsの呪縛からエスケープ、あるいは、シャークというDSPから卒業と言う新たな時代の夜明けです。

 

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No title

なんとか動作してホッとしてます。
いろいろな人に試してみてもらいたいのですが、ユーザーインターフェースまで
手が回らず、Linuxのコマンドライン操作ができないとならないのが
難点ですね。

Re: 良い音です

 コメント有難うございます。
 又、素晴らしいソフト有難うございます。

 音の良さは、DCX2496、A社の高額機を既に凌駕していますね。
 最終的にはAVアンプの品質で音が決まると思います。
 テキストデータでクロス周波数、アライメント、イコライザーの値が
 可変だとうれしいです。

・DCX2496と比べてかなり静寂です。
・A社の高額機と比べてイコライザーがあります。