カロの新型のサイバーナビ(901系)はFIRか？IIRか？

こんばんは。

先日音の良さに驚きAVIC-CZ901を購入しました。

聴感上ではサウンドナビにも負けないくらいの高音質の音になっていると思いました。少なくともDEH-P01は目ではないくらい良くなっています…。

その原因はDSPのbit数向上によるものなのか？デジタルフィルタの違いなのか？ずっと気になっていました。

そこで調べてみました。

結果から言うと「新型サイバーはIIR、もしくは最小位相FIR」です！

なぜもしくはと書いたかなんですが、IIRと最小位相FIRの特性の違いが分からなかったからです(不勉強ゆえに・・・)

両方に共通して言えることは、サウンドナビの直線位相FIRとは違います。サウンドナビではFIRのみで実現可能な直線位相を用いているので周波数によって位相のズレが生じません。

具体的に言うと、インパルスを入力したとき(一瞬だけ音がなるような信号)では、IIRではフィルタを掛けると残響のようなものが生じます。これは位相のズレによるものです。直線位相FIRではこれが生じません。代わりにプリリンギングという、本来の音がなる前に本来のものとは違う音が生じる現象が起こります。以下の画像のようになります。


そして、IIRか直線位相FIRかの判別方法ですが、簡単に計測できる方法は2種類あります。一つ目は矩形波を流す、2つめはインパルス信号を流す方法です。

矩形波とは以下の波形のものです。

矩形波は基本となる周波数に奇数倍した周波数が足し合わされています。
例えば1000Hzの矩形波では1000Hz+3000Hz+5000Hz+…というようになっています。
よって位相がずれると矩形波が再現できなくなるのです。
今回は96kHz/24bitの500Hzの矩形波を流してみました。160Hz、-6dB/octのHPFと3.15kHz、24dB/octのLPFがかかっています。直線位相FIRであれば以下のようになります。

奇数倍の高次成分がLPFで削られるのでガタガタになりますが矩形はある程度保っています。その証拠に左右対称な波形ですよね。
CZ901の計測結果とIIRフィルタでの比較です。

はい、見事に一致しています。つまりこれは、直線位相ではないことを示しています。ついでに周波数特性を見ておくとこうなります。


さて、ここで直線位相ではないことがわかりましたが、今度はインパルスを見てみましょう。
一瞬の信号なので鳴らす方も測定機器もちゃんとしていないと恐らく測定自体が不可能です。幸いにも自分はインターフェースを持っているのでASIO経由でサンプリング周波数192kHzで録音しています。
インパルスは以下の波形です。

FIRの場合、矩形波のときと同じフィルタを掛けるとこうなります。

IIRの場合とCZ901の場合です。

はい、またも見事に一致しました。周波数特性は以下です。

測定機器のノイズとゲインの設定が甘々だったので高域がノイズだらけですが許してくださいw

というわけで見たとおりIIRもしくは直線位相FIRということが分かりました。
サイバーのSNRが高いのもこういうことが理由だったんですね。FIRよりIIRの方がSNRは稼ぎやすい(らしい)ので。
となると高音質なのはやはりDSP。演算のbit数がP01に比べ跳ね上がっていることやSRCでアップサンプリングして計算していることが高音質につながっているのだと思います。

どれだけ探してもクロスオーバーの記述にFIRの文字が無いわけだ・・・。早くカロも直線FIRの出してくれないかなぁ・・・。カロXで出してるんだし・・・。