デジタル録音・再生に関しての解説書

質問

近年は音楽の録音・再生はデジタルになっています。
我々もデジタル製品（CD等）で音楽を聴いています。
しかしながらその実、デジタル録音がどのような原理で、どのようにしてなっているのか案外知らないことばかりです。
けれどオーディオ誌ではほとんどが感覚的な表現ばかりで、そのデジタルに関している記事を見かけたことが少ない。
と言うことで、デジタル録音・姿勢に関しての解説書などを紹介していただけないでしょうか。大きな本屋でも中々そのような本が見つからないので、是非紹介をお願いします。
技術書でも結構です。

回答No.11

4810noja

CDが開発された当時、「オーディオ評論家でも、デジタルは信号を刻んでいるから音がブツ切りに聞こえる、と言っているらしい」というウワサが聞こえてくるほど、世間はデジタルオーディオには理解がありませんでした。
それもあってか当時は、デジタルオーディオに関する書物が多く出版されていました。

その中でもお勧めは、
ラジオ技術社　「新版ディジタル・オーディオ」著者はあの土井利忠さん　です。
残念ながら発行から30年が過ぎ販売はされていませんが、古書なら古本屋さんで見つかるかもしれません。
https://www.amazon.co.jp/%E6%96%B0%E7%89%88-%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%B8%E3%82%BF%E3%83%AB%E3%83%BB%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%87%E3%82%A3%E3%82%AA%E2%80%95CD%E3%80%81DAT%E3%81%AE%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%90%86%E8%AB%96%E3%81%A8%E6%9C%80%E6%96%B0%E6%8A%80%E8%A1%93-%E3%83%A9%E3%82%B8%E3%82%AA%E6%8A%80%E8%A1%93%E9%81%B8%E6%9B%B8-%E5%9C%9F%E4%BA%95-%E5%88%A9%E5%BF%A0/dp/4844301829

アナログーデジタル変換の基礎から各種AD変換回路、エラーの検出と誤り訂正の理論の解説があります。
現在も主流のCDについての詳細な解説を中心に、ホームビデオを使ったPCMオーディオ、AHD、DATなどのフォーマットも紹介されています。

お礼

ありがとう御座います。
探してみます。
現在でも音の雰囲気の話しは別にして、本当のこと（現在の理論的に解明されていること）と感覚的な話しとがゴチャゴチャになっている印象を受けています。
と言って、すべての製品（フォーマットの違いなど差）を比較検討できるのでも有りませんので、評論家の記事などを参考にするのですが、何分新製品の事ばかりで、行間から読み取れる内容が伴っていない感じを受けています。

回答No.10

nijjin

>書籍になっているものがないでしょうか？
この手の書籍が出るとすればCDが出た頃やCD Rが出たりした頃ではないでしょうか？
つまり、古本でしかなく探すのは難しいと思われます。

お礼

ありがとう御座います。

回答No.9

ada-596-3n

http://align-centre.hatenablog.com/entry/2014/01/08/235500
大変分かり易いと思います。
http://pr.denon.com/jp/Denon/Lists/Posts/Post.aspx?ID=219#.W298q_g6FPZ
参考記事。
https://www.jazz.co.jp/audio/seminar5.html
参考記事。
https://note.mu/n_hashimoto/n/nd2d61787d707
参考記事。
https://www.sony.co.jp/SonyInfo/CorporateInfo/History/SonyHistory/index.html
参考記事。読み物としても面白いです。

＊私も同じ様に思った事がありますが、コレッという書籍に
　出会わなかったです。そこでネット上にある情報に関してブック
　マークしてあったので、それを貼りました。参考になれば幸いです。

お礼

ありがとう御座います。
確かに分かり安ですが、実はアナログ・デジタル変換ではどうしてもフィルター回路が必要なはずで、その辺などの関係について若干技術的な部分が解ればと思っています。

回答No.8

sirasak

再回答です。
ＣＤ方式やＰＣＭ方式などデジタル方式は多種ですが、共通しているのは時間で区切ってサンプリングして、電圧を一定にして増幅や電送することです。
区切った音の大きさをビットで決めるＣＤ方式に対して、ＰＣＭ方式はパルスの間隔で決めている違いです。
参考ＵＲＬ　http://soundfort.hatenablog.com/entry/2017/06/06/160000
アナログは時間で区切ることが無くてそのまんま増幅や電送。

お礼

ありがとう御座います。
まさにPCMは整流回路の平滑化の様でもあり、DSDはFM変調波の感じですね。
アナログにおいても、いかに正しく録音再生できるのかが問われていましたし、デジタル化も同じような歴史をたどっていると思います。
どの方式を取るにせよ、限界値があるはずですので、その辺を正しく知ることは良いのではないかと考えております。

回答No.7

John_Papa

No.3追加です。

前回答で省略したアナログからデジタルへの変換について
一般にサンプリングと呼ばれますが、実際の方法がいろいろあるのです。
現在のAD変換DA変換の主流はΔΣ方式ですが、これの良書・良解説が滅法少ない。

ＣＱ出版の『A-Dコンバータ活用 成功のかぎ』
https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/42/42041.htm
オーディオ限定ではありませんがやはり専門誌にはそれらしく良い解説書が有るようです。

他、ネット検索で目に留まったのは
ADコンバータの種類と現在主流のΔΣ型の概要
https://toshiba.semicon-storage.com/jp/design-support/e-learning/mcupark/village/ad-converter.html
陥りやすい 1ビットオーディオの誤解
http://audiokenkyu.sakura.ne.jp/wordpress/wp-content/uploads/2014/07/0d884429c4175e182ffa5fa9f2b2e878.pdf
ここに記されてる『ΔΣ変調の理解が難しいために、すっとばしてしまう 』が『感覚的な表現ばかりで、そのデジタルに関している記事を見かけたことが少ない』原因でしょう。
これらも解説不足だと覆いますし、私も理解が足りないので解説できませんし、他回答者様のリンク先なども読んだだけで理解できるとは考えていません。

お礼

ナットも便利ですが、じっくりとなると書籍にはかなわないのではないでしょうか。
都もすると、真実と思い込みがごちゃごちゃと思う場面があります。
それにしても、人間の聴覚のすばらしさをあらためて感じます。

回答No.6

tetsumyi

電気技術（強電）でも４0年以上前からデジタルコントロールに相当する技術が使われています。
サイリスタチョッパやトライアックを使った電力制御、モーターコントロールが電車やバッテリーフォークリフトが当たり前になっています。
これらはＯＮ．ＯＦＦ時間を制御することで出力を自由に変えることで一種のデジタル技術となっていますので、電気屋であればこれらをより高度にしたと考えれば簡単に理解できるはずです。
私も電気科卒ですが、デジタル技術はあらゆる分野で活用されてきたので問題なく自然に移行できました。

お礼

確かにアクティブフィルターなどは弱電から強電まで活用できるものですね。
強電においてもデジタルにおいても高調波が課題かも知れません。

回答No.5

nijjin

【今さら聞けない用語シリーズ】デジタルとアナログの違い、サンプリングとは？
https://info.shimamura.co.jp/digital/knowledge/2014/04/16811
デジタルオーディオで押さえるべき基本 ～その特徴を再確認しよう～
http://ednjapan.com/edn/articles/1204/23/news001.html
デジタルオーディオの仕組み - 音楽のデジタル化とハイレゾ音源
http://align-centre.hatenablog.com/entry/2014/01/08/235500

お礼

ありがとう御座います。
書籍になっているものがないでしょうか？

回答No.4

sirasak

超簡単に説明すると図のように音を時間で区切ってON/OFF動作で一定の電圧にして送ったり増幅することでロスが少なく、機器が小さく、S/Nが良く、安価で、便利になっていますが、
ハイレゾ40kHzなどにしてアナログ信号に極力近づけるなどのHiFiにする工夫が必要になります。
私の認識なので間違っていたら済みません。

お礼

これはPCM方式？
と言うような、もう少し理論的に解ればと思っています。

回答No.3

John_Papa

こんにちは

録音においてデジタルとアナログは記録媒体の特質による違いがあるだけで基本的な違いはありません。
人間は生物ですので、デジタルを直接理解する事はできず、必ず感覚器官（耳とか脳など）にできるアナログな音（細かな気圧変化）にして初めて感知する事ができます。
アナログも同様でLPレコードの溝に記録された振幅や磁気テープに記録された磁力の強弱を直接人が感知する事ができませんので、これらアナログ録音もスピーカーで音にする必要があります。
デジタルもアナログもほとんど違いが無いですね。

デジタル録音の特質として思いつくものを順不同で
〇デジタルの転送や保管は全てアナログテクノロジーに依存
〇転送や保管による劣化やロスにはかなり広い許容範囲がある
〇デジタルデータは専用の音響機材でなくてもデジタル記憶媒体なら何にでも保管やコピーが可能
〇デジタル規格が違うと音に復元できない
〇コンバート手法が確立してれば他の規格に低ロス（一部はロスレス）で変換可能
〇デジタルには必然的に処理時間遅れ（レイテンシ）が発生する。→意外と俊敏な人間の時間感応との闘い（合奏や録音モニターで影響が出る）
〇アナログに比較して一般にダイナミックレンジ（CDやPCM 16bit/44.1Khzの場合96dB）が広いが、アナログ時代からの社会的要求からか、ダイナミックレンジが有効に使われていない傾向がある
〇デジタル機材では基準値0dBが機材の最大値（ピーク値）ですが、アナログ機材では最大値より16～24dB低い値（775mVを0dBとする）に設定されている。（アナログ機材はピーク値を超えると飽和するが、初期デジタルでは飽和が無くbitオーバー（17bit目は記録でき無い）するとデータ欠損になってしまう。現在は飽和データに置換する対策がされてるのが普通ですが、レベルメーターはそのまま引き継がれてます）
〇ＰＣを録音やミックスに使えるようになってマルチ録音が容易になった（DAW）
〇豊富な音源素材やエフェクター素材が登場、録音というより音のコラージュの世界
などなど、他にも有ると思いますが、思いつくまま
番外には、アナログ録音時代からの延長でマイクなど機材が高品質・低価格化しているのもあるでしょう。

退職後は雑誌・専門書などを読まなくなりました。
網羅的教科書なものは、アナログの昔(1960年代)から有りませんでしたね。
トランジスタ技術とか無線と実験等の雑誌はかなり使える教材でした。
今では、そこまで電子技術寄りでは有りませんがリットーミュージックのSound & Recording Magazine（月刊誌）でしょうか。
同社の
レコーディング/ミキシングの全知識 [改訂版] （単行本2013年）
https://goo.gl/HYVkDh
日本語交じりの長いURLなので短縮URLを利用させていただきました。
これが、ご要望に最も近い本かな？

お礼

当方は少なくともPCMとDSD方式の違いや録音・再生限界値を知りたいと言うこととがあります。

回答No.2

tetsumyi

普通はこれだけ知っていれば充分です。
【デジタルレコーディングの基礎知識】-その１からその３
https://allabout.co.jp/gm/gc/204546/all/
専門書となると電気、デジタルの専門技術ですから奥が深く、基本的なことから学ばなければいけなくなり相当の時間が掛かります。

お礼

ありがとう御座います。
拝見させていただきました。
当方、電気技術者（強電）ですが、かってトランジスタや真紅館アンプ・短波受信機等は制作しておりましたが、IC時代となり、その方面に関しては疎いものですから、おたずねしているところです。