USB接続と光デジタルケーブル接続による違い

質問

PCオーディオに詳しい方おしえてください。

ネットを閲覧していたら「USB/DACは音質が悪い。光デジタルケーブルにしたら良くなった。」というものを見つけました。

所詮は口コミなのであまり信じてなかったのですが、結構そのような書き込みをされてる方が多いのでどのようなものなのか皆さんに意見を聞きたいと思います。

現在、

PC[WASAPI] → (USB) → DAC＋アンプ → ヘッドフォン

という接続で視聴していますが、

PC[WASAPI] → PCIサウンドカード → (光デジタルケーブル) → DAC＋アンプ → ヘッドフォン

という接続に変更したら音質は変わるものなのでしょうか？

ちなみに音質が悪くなると書き込んでいる方の主張は「USBは電源とデジタル信号を同じケーブルでやり取りしてるから音質に影響が出る」というものでした。

私は電源とアナログ信号を同じケーブルにしたら音質が落ちるのは納得できますが、電源とデジタル信号を同じケーブルにしても変化ないと思っています。

・・・という私の主張は間違っていますでしょうか？

別に音質が変わるという人を否定したいわけではなくて、自分の考えに間違いがあるのかどうか、あるいは理論では説明できない何かがあるのか聞きたいだけです。

もし自分の考えが間違っていたら PCIサウンドカード と 光デジタルケーブル を追加しようと考えているくらいです。

最後にあまり関係ないですが現在の環境
再生ソフト　　：ulilith
DAC＋アンプ：FOSTEX HP-A7
ヘッドフォン　：DENON AH-D2000

回答No.11

lopk563

USB2.0の信号の事でしたら、USBの供給する5Vの電源がかなりノイズまじりな品質の悪い電源である事は結構知られています(数値的なものは参考URLに挙げておきますね)。これが思いの他悪さをするので、デジタルケーブルといえでも内部でしっかりとしたシールド構造がされているいないで、デジタルケーブルになのに音が変わってしまうという悩ましいオカルト要素が入り込んでくるのが実情だったりします。すごく高いオーディオ用のものがあったりするのもその為です(線材の質もあるのですが、正直少しそういうところでボッてる印象はあります)。

なので例えば自作の知識があり機器がバスパワー供給をしなくてもPCが認識できる機種であればUSBケーブルの電源線のみを強制的にカットとして繋げたり、バスパワーでの認識が必要なら電源線のみを一本の線として分離させて送るというイレギュラーな手法で音質の向上が図れたりします(HP-A7ぐらいの機種なら差が分かるレベルだとは推測します)。

ただあくまでもイレギュラーな手法なので、他のそういった手間やリスクの少ない方法としてそもそもの出力を同軸や光での出力にしてしまうという方法の有利性がここで挙がってきます。ただサウンドカードの光出力とオンボードでの出力の差を考えると(専用ではないので差はあまりなかったりする)、新たに機器を導入するのであればサウンドカードより、専用のDDCを導入した方が本当は良いです(JAVS X-DDCPlusやhiface、高いものだとhiface EVOなど)。

細かい話をするなら、PCのデータ信号をI2SやS/PDIF信号(光や同軸のデジタル信号)に変えるというシステムそのものは、USBでも、直接同軸や光で出力するのでも、内部で行っていること自体は同じです。それを実際にどの時点で、どの機器で行うのかというだけの話だったりします。それによって精度が変わってくるので、機器のグレードやバランスからその点にコストパフォーマンスの良さを感じるならば専用のものをというイメージで良いかと思います。なのでデジタル信号そのものによって音が変わってくるというよりは、単純に精度の問題ですね。その点理解しておかないと混乱しやすいですし、かなりオカルトの話になりやすいので注意が必要です。ご参考までに。

参考URL：

http://www.fidelix.jp/technology/USBbuspower.html

回答No.10

kimamaoyaji

理論的にはあまり変わりは無いですがＰＣ側のソフト、やプロトコルで、ＤＡＣのアナログ回路で大幅に
音は変わります。ＷａｓａｐｉよりＡＳＩＯ２の方が音が良いですがＤＡＣ側にＤＳＰが必要になります。

現在の環境
再生ソフト　　：Ｆｏｏｂａｒ2000
ＤＳＰ部　Ｍｕｓｉｌａｎｄ　Ｍｏｎｉｔｏｒ01ｍｉｎｉ（ＵＳＢ　in　光ＯＵＴ）
DAC＋アンプ：FOSTEX HP-A3（光　in）
アナログ部は全面改造フィルターＯＰＡＭＰ（リニアテクノロジー、ＪＡＺＺに定評が高い物）元がＮＪＭの50円の物を1500円のものに交換フィルター用コンデンサーを双信のＳＥコンデンサー1本3500円に交換（製造終了品）ボリューム回路を変更（説明が難しいので、簡単に言えばコモンアースに落とさないで差動で可変する）カップリングの電解コンデンサーの廃止ＤＣ化ヘッドフォンアンプの追加、ヘッドフォンをケーブルを改造して、差動ドライブ（簡単に言えばＤＡＣの+出力-出力をそれぞれヘッドフォンアンプまで分離した状態で持っていき、+出力-出力でヘッドフォンを駆動する、コモンノイズが理論的に無い、（ボリュームをコモンに落とすとノイズが出る事になるので、特殊な使い方をしています）
ヘッドフォン　：ベイヤー　ＤＴ-880/600

HP-A3　可も無く負荷も無い平凡な音が深みのある中域、高音がのびやかな音になりました、全く別物と言う音です、元は96ＫＨｚ/24Ｂｉｔでしたが、ＤＡＣのみの使用なので192ＫＨｚ/32Ｂｉｔで動作しています、レイテンシーは5ｍｓ、ＡＳＩＯでないと500msになる筈です。

回答No.9

yosifuji20

原理的にはUSB/DACでも光デジタルケーブルもデジタル経路としてはどちらも同じだと考えます。
デジタル信号はその経路に関係なく”０”か”１”かがわかれば受け手では正確にもとの音声信号を再生します。きれいな1とか汚いゼロというのは関係ありません。要するに”０”か”１”が判別できればよいのです。
その経路がUSBか光ケーブルかということはこの場合は関係ありません。

デジタル回路に電源電流が乗っていても上記のデジタル信号の再現には無関係です。電源の信号はデジタル信号とは異質のものですし、これがアナログ変換する場合に影響を与えるとは考えられません。電源電流が乗っていても”０”か”１”が判別はできるからです。

違うとすればデジタルからアナログに変換する回路と、その後のアナログの増幅回路です。これは価格も回路もいろいろで、ある程度の違いはあると思ってもよいでしょう。
ここでは音声信号に電源電流を乗せることは普通はしません。
ただしその違いがヘッドフォンで検知できるかどうかは、あなたの耳の精度によるとしか言えません。敏感な人はわかるかもしれないがそうでない人はわからないという意味です。（ほとんどの人にはわからないでしょう）

少なくとも単にUSB接続か、音声ボードかという形式だけではどちらがよいとは言えないというのが私の結論です。

したがって「私は電源とアナログ信号を同じケーブルにしたら音質が落ちるのは納得できますが、電源とデジタル信号を同じケーブルにしても変化ないと思っています。」というのは私も同意します。

回答No.8

ponpokona-

音の感じ方は個人差も多く、再生する機器にも拠るので、難しいのですが・・

大雑把には、
お使いの構成で音を決める大きな要素は、ヘッドフォン、つぎにDAC、でしょう。USB接続であろうと光接続であろうと、同じDACであれば、大雑把には音は同じでしょう。

細かくは、
USBだからとか光だからとか、方式だけで単純には言えません。ものによりけりだと思います。

・USB-DAC
1、外付けなので、良い電源を手配すると、音も良くなる可能性がある。
2、DDCとDACが一体なので、S/PDIFに変換されることがない。
3、USB自体が脆弱な規格かもしれない。

・光接続
1、内蔵サウンドカードは、マザボのバスから電源をとるしかない。
2、S/PDIFに変換し、光に変換し、DAC内でまた、光から電気信号に戻し、I2Sに戻す必要がある。
3、PCI(-ex)バス自体は、USBよりよい規格かもしれない。

というような理屈は思いつきますが、実際には聴いてナンボです。

また、USBと光とは、本来同じ土俵で比較できるものではありません。
ご質問の内容で、USBと比較するなら相手はPCI(-ex)バスになります。正確には、USB-DDCとPCI(-ex)のサウンドカードとで、光出力以降を同じにして比較することになるでしょう。

回答No.7

nijjin

同じDACにCDとUSB DDCから同じサンプリング周波数で入力しても音が違います。
デジタルだから同じと思いきや不思議と違うんですね。
またUSB DACにはノイズの影響を排除する為にUSBの電源や信号のノイズをカットするパーツが入っていたりリサンプリングしたりするものもあります。

個人的にはサウンドカードよりUSB DDCを買ってみたほうが面白いと思います。
使い方はUSB DACやサウンドカードと同じです。

お礼

回答ありがとうございます。USB-DDCなるものがあるのですね！今検索してみたら種類も値段もピンキリ。PCオーディオの迷宮に入ってしまいそうです。USB-DDC・・・検討してみようかな（汗）

回答No.6

chiha2525

DACが変わると音が変わります。おそらくこれが一番大きいと思います。

同じDACでも、光入力とライン入力（同軸など）とで音が変わるものもあるかもしれません。ＰＣは電圧変動やノイズが激しいようですので、つながっているとアナログ変換後の音楽信号に影響を与える可能性は高いと思います。

数年前までは、光入力はライン入力にくらべて変換が２回多いので、それだけエラーが入る、劣化する、そのような要因が増える、などなどで音が悪いと言われていました。
逆に２０年以上昔のＣＤＰで、途中に光で信号を送ることによりノイズなどを防ぐという、私にはあまりよく分からない仕組みのものもありました。
http://www.niji.or.jp/home/k-nisi/c-700.htm

最初にも書きましたが、新しいDACを購入すると思って買えば楽しめると思います♪

お礼

回答ありがとうございます。「新しいDACを購入すると思って」という言葉に納得しました。自分の環境と耳でどちらがベターかやってみないとわからないですよね！

回答No.5

dragon-man

ヘッドフォンで聴く程度でしたら、差があったとしても分からないでしょう。

お礼

回答ありがとうございます。ですよねー(笑)

回答No.4

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

単純な優劣は有りません、それぞれにメリットもあればデメリットもあるので、両方式が利用されています。

光伝送の場合は、デジタル信号という電気信号を光に変えて、それを受信した側で再び電気信号にかえています。光ケーブルは芯を通った光とケーブル外皮で反射した位相差(非常に微細な時差)がある信号から復調するので、リアルタイムのデジタルオーディオ信号の場合はジッターが多く音質に影響が出てしまいます。

USB接続の場合は電線を通った電気信号なのでジッター部分は表面化しません、しかし、オーディオ用しんごうではないので、デジタル通信信号規格にへんかんし、それを受けてデジタルオーディオ信号に変換します。

電気的に繋がっているため、器機間のアースが接続され、アース電位をクリーンに保てない機器が繋がれば、高度なオーディオ系では音質に影響が出てしまう場合も少なくありません。

安易なデジタル機器の場合は、アースラインにも高周波ノイズを多く残してしまうため、そのような状況では光伝送のアース電位を共用しない方式にメリットが見つけ出せます。

高品位なオーディ的アース管理が出来ている器機の接続では、ジッターやアースのクリーン状況があればゆうりとされますが、USB接続はCPUの能力をより多く必要とするので、余裕度が充分に無い環境では音の途切れなどの問題も出てくる場あいもあり得ます。

周辺環境にも気を配った高度なシステムでしたら光は使わない方向で、大衆向けの安価な機器の場合は光を優先的に、という利用が良いようです。

USBよりCPUに負担をかけないせつぞくもあり、一世代前はその接続が業務用音響分野では定番化していました。
機器側に通信管理機能を多く割り振っているにで、機器の価格がどうしても、割高になってしまうのが弱点ですし、おおくのWindowsパソコンではコストなどの関係も有ったのかはしりませんが、オプション機能として、標準装備していない製品が多いものですね。

ひかりとUSBにもそれぞれに一長一短が有りますす、他の接続方式にも同様に一長一短があるものです。

状況などにより、それぞれのメリットが活きてくれば、その方法がベター、デメリットが表面化したら他の方式という具合いに考えておけば良いもにですね。

お礼

回答ありがとうございます。USBのアース電位ですかー！周辺USB機器はマウス、キーボード、カードリーダーで、一般的なものを使ってます。とりあえず周辺のUSBを一個ずつ外していきましたが、音質の変化を感じられず。。。なかなかまぁその程度の機材と耳ってことでしょうかね。試しに光挑戦するのもあり！？

回答No.3

HAL2（@HALTWO）

以前「Digital で伝送している限りは音質劣化はない」という幻想を否定する回答をしたことがあるものの Digital の世界は難しいものなのか、説明に苦労しました(汗)。・・・もう一回してみるか(滝汗)・・・(^_^;)。

光であろうと USB であろうと音は変わります。・・・原因は様々あるのでしょうが、理論的、と言うか、知られている事象で説明するのであれば、原因は Digital to Digital 変換に伴う Error です。

44.1kHz 16bit の Code で表現される音波を 192kHz 24bit の Code で正確に表現できるか？・・・できるわけがありませんよね・・・Sampling 周波数も Quantum Bit も違うのですから、必ず変換に齟齬が生じます。・・・毎秒 24 コマの 16mm 映画 Film Data を毎秒 29.96 コマの 1920×1024 Pixel TV Data にするようなものです。

44.1kHz 16bit の DA (Digital Audio) Code は 44.1k × 16bit × 2 Channel＝1411.2kbps ですが CD (Compact Disc) の Data 転送速度は約 150kB/sec＝150kB × 8bit/Byte＝1200kbps でしかなく、しかも CD に記録されている DA 信号には 2352B を 1 Sextor とする Packet のうち 304 Byte が Hedda や Error 訂正信号に割り当てられています。

つまり CD を iTunes などに Ripping する際には Hedda や Error 訂正信号などを外して 1411.2kbps の DA 信号に復調 (Digital to Digital Conversion) しているわけですね。

この時、時間軸のずれに伴う Zitter や Laser 反射状態の変動などにより復調された DA 信号は Original とは異なる Error を内包しています。

iTunes 等に取り込まれた DA Data を USB や Ethernet などの Network を介して送り出す際には Network 特有の PPP (Point to Pont Protocol) 信号が付加されたものとなり、光 Digital では S/PDIF (Sony Philips Digital InterFace) 規格の光信号に復調されます。・・・私は S/PDIF 規格を詳しく知らないのですが、当然のことながら PPP に相当する Hedda や error 訂正信号などが付加されている筈です。

更に USB なり Ethernet なり光なりで出力するまでの間に PC (Personal Computer) 内部では CPU (Central Processing Unit) と Memory やその他の周辺素子と Data をやりとりするための様々な Digital to Digital 変換が行われています。・・・iTunes でも Graphic Equalizer などを動作させるために整数演算の 16bit 信号演算ではなく、浮動小数点演算を行っています。・・・試しに再生 Software を iTunes 以外のものにしてみてください・・・音の違いにびっくりするだろうと思います。

つまり Digital 伝送径路では DA 信号に様々な信号が付加され、外され、周波数が変更され、戻されるという処理が無数に生じているわけで、通常の PC Data 伝送であれば受け取った側が発信側に対して「これで良いの？ 違うのであればもう一度送って！」という通信動作を行って 0 と 1 の並びを正確に伝送しているのですが、DA 信号の伝送径路ではこれを行わない通信経路部が多数あることから初めからある程度の Error 補正を行える Data も付加して送るものの、完全ではありません。

伝送途中で Noise が混入してもそれを排除する補正能力が乏しかったり、Zitter によって 0 と 1 の並びがずれても補正し切れなかったり、44.1kHz を 48kHz 或いは 24 コマ/秒を 30 コマ/秒に変換する際に必ず起きる時間軸の不整合、0110 の 4bit を 6bit で表現し直すのには 011110 でも 001100 でも或いは他の如何なる Code 配列でも正確ではなくなる問題等、Digital 伝送径路でも必ず Data Error が生じているものなのです。

Digital は 0 と 1 しかありませんので、これに電源電圧の 3V が加えられて 3 と 4 になっても後で 3 を引いてやれば 0 と 1 に戻る筈・・・でも、常に 3±0.5 の電源変動を起こしているような状況ではどうなるの？・・・とか、光 Digital Cable は端末処理をおろそかにすると Error が出まくるのだけれど安価な Cable や年を経た Cable でも大丈夫なの？・・・といった問題もあります。

光伝送の方が USB 伝送よりも音が良いとする決定的な理由はありません。・・・しかし光伝送と USB 伝送とでは同じ Digital 伝送と言えども音が異なる理由ならば上記のように様々な要因があること理解できるかと思います。

ちなみに音楽収録現場でも Digital to Digital 変換が無数に存在します。

先ず現代の録音現場では Microphone の収録音を Digitize する ADC (Analof Digital Converter) 部分は殆ど全てが 64 倍 ΣΔ 1bit (Single Bit) 変換であり、これを DDC (Digital Digital Converter) 回路で 16bit や 24bit の Multi Bit Code に Digital to Digital 変換することによって Mixing 処理や Equalizer 処理を行っており、最終的には 16bit の DA 信号に CD 専用の Hedda や Error 補正信号を加えて CD にしているのですが、Multi Bit 伝送部分でも Sampling 周波数の変更を行ったり、整数演算で行うか浮動小数点演算で行うかで Digital to Digital 変換を行っています。

最も Simple なのは 64 倍 ΣΔ 1bit 変換で Digitize した信号をそのまま DAC (Digital Analog Converter) の ΔΣ 1bit 変換で Analog 信号に戻すことで、これを DSD (Direct Stream Digital) 方式と呼んでいるのですが、では DSD が一番音質が良いかと言えばそうでもありません。・・・DSD が一番良いのであれば Multi Bit 変換して Mixing している Post Production Engineer 達の存在意義がありません。・・・実際のところ彼等が Post Production 処理で理想の Balance に音を整えてくれるからこそ CD の音は生演奏会場で何をどうやっても聴くことのできない「生を超える音質」になっているのですから・・・Concert Hall の天井からぶら下がったり Piano の中に頭を突っ込んだり歌手の口元に耳を寄せて聴いたり Cymbal の間に耳を挟んだりして聴ける観衆はいませんし、例えそんな聴き方をしても良い音に聴こえる筈もありませんものね(^_^;)。

・・・というわけで「音は変わるけれどもどれが良いかは断じることができず、音の善し悪しは聴く人の好みに合うか否かでしかない」ものなのです。

ちなみに私は USB 電源を USB 信号から排除する Analog Devices ADuM4160 USB Isolator が入った USB DAC 回路と光 Cable を受けられる DAC 回路の 2系統を切り替え可能な DAC を用いていますが、両者の音の違いを「音の善し悪し」ではなく、Amplifier や Speaker を変えるのと同様の「Sound Character の違い」と捉えて、曲毎に好みの音がする方に切り替えて愛用しています。・・・「曲毎に好みの Software や Amplifier、Speaker にする」ということまでしますが(笑)・・・。

素敵な Audio Life を(^_^)/

お礼

長文の回答ありがとうございます。サンプリングレートや転送速度、訂正信号の話など大変勉強になりました！PCオーディオは奥が深いですねー。試に光デジタルも挑戦してみましょうかね、良し悪しは別にして。USB電源をUSB信号から排除するものもあるんですね、それも挑戦してみようかな。

回答No.2

kita_s

理論的に考えると、光変換したときにDATAの四捨五入が発生しますから、ほんとに数値の端っこの方は元DATAとは違ってきます。ただ、デジタルの場合は人間が感知できるレベルではありませんから、その人の感覚レベルではないかなーと思いますけどね。

私も以前、光とUSBで実験してみたことありますが、正直、差は良くわかりませんでした。音色差を感じる曲もありますが、音質差というものはわかりませんでした。結果、USBの方で聞いてます。とりあえず、この方法が一番原音に近いと思ったので。
もっと高級なシステムで高級ケーブル同士なら違うかもしれません（高級な物＝解像度が高いものなら差がわかることはよくあるので）。

でも実験してみるのは面白いと思いますよ。オーディオには理論以外の要素もありますからね。

お礼

回答ありがとうございます。以前挑戦されたのですね！結果が聞けて良かったです。まずは機材のアップグレードが重要！？