HDMIケーブルで音が変わる？

なんというか。
ケーブルオカルティズムが、まさかHDMIの時代に蘇るとは。

“音”を追求したHDMIケーブルが生まれた理由――サエク「SH-1010/810」
(ITmedia, 2008/6/30)
http://plusd.itmedia.co.jp/lifestyle/articles/0806/30/news044.html


そのうち、HDMIケーブルもエージングすると音が良くなるよね、
なんてことを言い出しそうな勢いです。
ノイズを吸収するトルマリンケーブルとか、脳内α波を増幅する
マイナスイオンケーブルなんてものがITmediaに取り上げられる
日も近いかもしれません。

最高級品「SH-1010」は3mで￥64,050。

開発費の回収を考えるとボッタクリ価格ではないのでしょうが。

★★★

話を戻すと・・・
HDMIの伝送路上のデータ信号はすべてデジタルデータです。
ここでデータや音質に影響が出る可能性を挙げると
　(1)外部ノイズ混入・クロストークなどによるデータ化け
　(2)ジッタによる通信エラー
　(3)GND経由で受信機器の電源系統にノイズ混入
のいずれかとなります。


まず(1)から。
HDMI上の信号はエラー訂正情報を含めて送信されるため、
たいていのエラーはここで消えてしまいます。
さらに、オーディオ信号はビデオ信号以上の高信頼性を保証する
ために4b/10bといった高い冗長度を持つコーディング方式
(TERC4)でエラー訂正をしています。

もちろんあまりにも低品質のケーブルだと、波形のなまりや
クロストークなどによって訂正不可能なほどのエラーが発生する
可能性はあります。
しかし、訂正が効かないほど盛大なエラーが乗るような状況では
音質とか画質とかを語る以前のひどい出力となります。
そもそも普通に使ってエラーが発生するようなケーブルは
HDMIの適合試験をパスできません。

HDMIと同様のシリアル通信規格としてSATAがあります。
通信速度もほぼ一緒でコーディングは8b/10b。
より劣悪な環境下（PC内部のノイズ乗りまくり）で高速通信する
SATAでも、訂正不可能なエラーが発生しているなんて状況は
見たことがありません。
SATAケーブルは無印の怪しいやつが300円以下で買えますね・・・

※15mなんてHDMIケーブルが通信できるのかどうかは微妙ですが。
（補記：こういうのを使うと20m overまでいけるぽい。すげー）
まあ、eSATA最大長の2m程度なら、日本の家電メーカー製ケーブルで
訂正不可能エラーが出ることはまずないでしょう。


次に(2)。
Audio CDやSPDIFなどはクロック信号が入っていないため、
ジッタの影響がそのまま音声に出力される場合もあり、この延長で
「デジタルであってもジッタにより必ず音声は劣化する」と
考える人が多いのかもしれません。
しかしHDMIはデータ信号と共にクロック信号を送信しています。
データを１セット送るたびにクロックで同期がとられるため、
すべてのデータはジッタの影響込みで同期されて取り込まれます。

取り込まれたデータはある程度バッファリングされて、本来の
再生周波数でDACにかけられますので、この段階でHDMI経由の
ジッタの影響は完全に排除されます。
むろん、データの取り込みに失敗するほどの盛大なジッタが
乗っていれば話は別ですが、これは(1)と同様、そんなケーブルは
規格適合品のお墨付きを得ることはできません。
またバッファのオーバーフロー／アンダーフローが発生すれば
音声信号にも欠損が発生しますが、これは送受信機器の問題で、
ケーブルの責任ではありません。

もちろんCDのように、同期のたびにサーボ駆動で回転速度や
ピックアップ位置を制御し、駆動ノイズが乗ってしまうことも
ありません。


最後の(3)。これは多少効いてくるかもしれません。
電源ラインから回り込む高周波ノイズはかなり厄介者です。
具体的には
　1. ケーブル内のクロストークでグランド線にノイズが乗る
　2. ノイズが受信機側のグランドに伝搬
　3. 音声再生のためのクロックを生成するPLLのグラウンドが揺れる
　4. 音声再生周波数が揺れる
といったパスが考えられます。

ですが、1V(±0.5V)程度の低電圧で動作する、しかも差動信号の
クロストーク程度のノイズが、ケーブルのグランドから機器内部に
侵入し、あまつさえPLLの発振を揺さぶるというのは、あまりにも
機器の設計がお粗末。レシーバチップが信号解読時にグランドを
揺する、という話ならともかく。
グランドの安定はケーブルでどうこうする／どうこうできる
問題ではなく、機器の電源系統からきちんと考えて設計しないと
対処できません。


HDMIケーブルで音が変わる！と主張するのは、ケーブルで音が
変わる程度のへっぽこな回路設計の機器を使っていることを
威張っているのと、たいして変わらない気がします。
GHz帯信号の取り扱いはノウハウが必要な分野ではありますが・・・


というか、

その音質は低域の立ち上がりが非常に高速で
パンチがあり、開放的で明るい音がすること。
そして高域の描写が実に滑らかで音場は豊か。
多くの情報が濃密にスピーカーの間を埋めて
くれる。

人間の聴覚でそこまで知覚できるほどPLLの発振周期が変動すると
いうのなら、ケーブルごとにPLL発振のジッタを計測して比較すれば
明らかな差異が出るはず。
ITmediaに広告出すほどのケーブルメーカーなら、ジッタ測定器
くらいは当然持っているでしょうし。

★★★

興味がある方は↓のような論文を読んでみると良いかもしれません。

東京情報大学 総合情報学部 情報文化学科
映像・音響研究室(音響系) 研究成果発表
http://adlib.rsch.tuis.ac.jp/~akira/hit/papers/

CDのメディアによるジッタの違いや、同軸と光ケーブルの比較など
興味深いデータがいろいろと公開されています。
実際の測定データを元に考察を展開している、貴重な資料です。


EDNの記事にもいいものがありました。

オーディオ品質とクロックジッター
http://www.ednjapan.com/issue/2007/09/u3eqp30000014s5w.html

まあ、こちらはTIの投稿記事なので、問題が起きる可能性を誇張して
「TIのチップを使えば高音質になるから安心して買え！」
という雰囲気があるため、話半分に読んだ方が良いかもしれませんが・・・
（内容的にはとても役に立つ記事です、念のため）