DACのオーバーサンプリングについて

Question

この度DACの購入を考えております。

そこで様々な機器を見てみようと思うのですが
よく「４～８倍オーバーサンプリング」等の表示をみかけます。
この数値は大きいほうがDACとしての性能は良いのでしょうか？

また例えば15年前のDACは今のDACに比べて
性能はかなり違うものなのでしょうか？
一般的にDACの交換は音質の変化は大きいもなのでしょうか？

率直なご感想等でも構いませんので
ご回答をお待ちしております。

Ta595 · Accepted Answer

こんにちは。

>「４～８倍オーバーサンプリング」等の表示をみかけます。
>この数値は大きいほうがDACとしての性能は良いのでしょうか？

「DAC機器」の中にある「DAC素子」の性能としては，おおむねおっしゃる通りです。ただし，ΔΣ，1ビットなどと言われる方式は，64倍オーバーサンプリングなどと書かれている事がありますが，これは原理が違うので，通常の4倍や8倍とは単純に比較できません。他にも，特殊な方法でDA変換を行うDACはいくつかあったように思います。
いずれにせよ，機器トータルとしてどうかとなると，他にもいろいろな要因がはいってきますので，この数値だけでは何とも言えないと思います。

ちなみに，「オーバーサンプリング」というのは比較的古くからある技術で，おそらく，現在出回っているDAC素子は，ほぼ間違いなくこの機能を搭載しているはずです。DAC内部での信号処理をより高い周波数で行う事により，「ローパスフィルタ」と呼ばれる，DAC機器に必ず必要なアナログ回路を，素直な特性の簡単なものにできるというメリットがあります。

一方で，「アップサンプリング（アップコンバート）」という機能もあります。これはここ数年で増えてきた機能です。こちらは，DAC素子に送り込む前に，デジタル信号のサンプリング周波数を上げます。また，「アップサンプリング」といった場合，CDにする際に失われた元のアナログ信号の情報を「予測して補間する」という機能を含む場合もあります（「復元」ではありません，念のため）。
もしかすると，おっしゃっているのはこちらの事かもしれませんね。

>例えば15年前のDACは今のDACに比べて
>性能はかなり違うものなのでしょうか？

DAC素子は主には半導体ですので（ごく一部例外あり），15年前に比べれば，DAC素子の進歩は著しいものがあります（15年前のパソコンとの性能比較を思い浮かべていただければよいかと思います）
しかし，機器トータルとしてとなると，やはり何とも言えません。

>一般的にDACの交換は音質の変化は大きいもなのでしょうか？
同じような答えばかりで本当に申し訳ないのですが，質問者さんが今お持ちの機器，質問者さんの感性次第でしょう。

数年前に，10万円クラスのCDプレーヤに30万円クラスのDAC（CDの信号を4倍アップサンプリングする機能つき）を追加した過去の個人的な経験では，私にとっては相当好ましい方向に変わったという事をご報告しておきます。

mars2015 · Answer

Ｄ－Ａ，Ａ－Ｄの回路を扱ったことのある者として書きます。
同じような方式の素子を同じ周波数で使用する場合は、
Ｄ－Ａについては、変換精度や直線性の違い、ジッタなどといった特性の違いはありますが、基本的に素子による差はオーディオ用途ではほとんど影響無いでしょう。
Ａ－Ｄでは入力部の過渡特性が多少影響しそうです。

Ｄ－Ａ，Ａ－Ｄの変換方法による特性の違い(というか周辺回路等の影響の具合)はありますが、適切に設計されていれば（コストの問題とか関係して難しい）あまり大きな差にはならないでしょう。

ところがいちばん問題となるのが直前／直後のフィルタです。サンプリング周波数で、どのぐらい減衰させられるか。じゆうぶんに減衰させられなければ、即音質の低下となります。たとえば、22KHzの帯域で44KHz(2倍)のサンプリングとすると、かなり急峻なフィルタが必要で、段数が少なくて急峻なフィルタは通過帯域が平坦になりにくく、段数が増えれば歪みやや雑音が増え、良心的に設計するとコストが増加します。ところが、サンプリングを16倍とかにすると、この周波数ではじゅうぶんなレベルまで減衰されますので、単純な2次程度のフィルタでも支障無くなります。当然、この方が通過帯域の特性は向上します。昔は、高速の素子(特にＡ－Ｄ)が得にくかったのですが、今日では特性の良いアナログ部品を使うよりも安価になってきています。必要以上にサンプリングされたデータは、適当に間引くか、平均化して処理されます。うまく処理すれば、フィルタの特性を補完できます。
Ｄ－Ａでも同様です。デジタル出力をそのままアナログにすると、階段状になります。これをなめらかにするのにフィルタが必要です。サンプリング周波数の雑音そのものは漏れても耳には聞こえませんが、回路内の非直線部分で歪みを増したり、いろいろ支障します。高価で特性上問題を生じやすい高度なアナログフィルタを使わずにこれを少しでも減らすには・・・２点間を少しでもなめらかに結ぶ。それには、その間に多くの点を取れば良いのです。階段が細かくなります。２点間を直線的に補間するだけでもずいぶん違います。この処理は高速のデジタル演算が必要で、高速のＤＳＰが安くなってはじめて実用になった物です。
ＤＳＰを使う前提で考えると、Ｄ－Ａはいろいろな方式が可能です。音量や音質の補正、リバーブ等のエフェクト、サラウンドや、ミキシング等もデジタル的におこなう装置も増えてきました。ＤＳＰは計算処理ですから、との程度ていねいに精度良く計算するか(思い切って精度を犠牲にして切り捨てるか)によって大幅に音が変ります。高い精度で項数の多い演算するには高速のＤＳＰと高速の回路が必要で・・・・

DACのオーバーサンプリングについて

こんにちは。

Ｄ－Ａ，Ａ－Ｄの回路を扱ったことのある者として書きます。

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