3/3 なぜNASでオーディオの音質は変わるのか [LAN・無線LAN・Wi-Fi] All About

パルスに寄生するノイズが原因ではないか？

デジタルデータに付加されるノイズが原因？

最初に結論を述べると、デジタルデータを送る矩形状のパルスに寄生するノイズやパルスの乱れが、出力音を生み出すアナログ回路に影響を与えているのではないだろうか。

ただし、本当のところは分からない。あくまでも推測に過ぎない。

デジタルデータ搬送の仕組み

LANの規格であるBASEバンドは、電圧の高低を持つ矩形波で0と1を送信する。

矩形波で0と1を表現する。

中央の線は、スレッショルド（threshold）といい、日本語に直すと「しきい値」となる。つまり、しきいとなる中央の線より電圧が上なら1、下なら0という訳だ。

とはいっても、電圧が、しきい値付近にある場合、電圧が少しでも揺らぐと1として解釈されたり0と解釈されたりするので、実際にはしきい値に幅を持たせて、「？V以下なら0」「？V以上なら1」というように上限と下限が規定されている。

以上のような仕組みでデジタルデータが搬送されるのだが、以下のように多少ノイズが混じって矩形波が乱れても、しきい値から外れなければ0が1に変わってしまうようなことはない。これがデジタルデータを搬送するときの利点で、ノイズはデータ自体に影響を及ぼさない。

しきい値の仕組みがあるので多少ノイズがあってもデータは変わらない。

矩形波パルスにノイズが混入する事例

さて、デジタルデータを表す矩形波が下図のように奇麗であれば、問題はない。

問題のない波形

（注）オシロスコープの波形は、すべてサンプルの波形である。実際のデジタルデータの波形を撮ったものではない。

しかし、実際の矩形波は、ノイズが混じる。ノイズが混じってもデジタルデータ自体に影響はないが、ノイズがアナログ回路に影響を及ぼすのではないだろうか。

ノイズの乗った例

また、立ち上がりと立ち下がりの部分で下図のように矩形波が変形してしまうこともある。これを、それぞれオーバーシュート/アンダーシュートという。

このような矩形波をDAC(digital to analog converter デジタル-アナログ変換回路）でアナログ信号に直す時、何らかの影響が出ないのだろうか。

オーバーシュートとアンダーシュートの例

また、垂直に電圧が変化すればよいが、角が取れてしまう矩形波もある。この矩形波をDACでアナログ信号に直す時にも、何らかの悪い影響を及ぼすのではないだろうか。

立ち上がりで角が取れてしまった。

さらに、しきい値付近の波形はエラーとなり、TCP/IPのエラー訂正で再送されることになる。これが、音を生成するアナログ回路に負荷をかけ何らかの影響を与えるのかもしれない。

まとめ

良い音楽は美しい音で聴きたい。

このように推測ではあるが、矩形波というパルスに寄生するノイズやパルス自身の乱れがデジタル回路を通り過ぎ、アナログ回路に影響を与えるのではないかと思う。

高級なオーディオ用NASは、高級な部品を用い、さらに洗練された回路で奇麗な矩形波を出すように設計されていることが、高音質に繋がっているのではないかと思う。