DDコンバーターの機能について、教えてください。

質問

一般教養的な質問なのですが、
PCオーディオの分野で、DAコンバーターなる装置の機能は、ある程度素人なりの知識として知っているのですが、更に、DDコンバーターなる装置を目にしますが、DDコンバーターとはどういう機能の装置なのでしょうか？
DDCというからには、デジタル信号をデジタル信号に変換するという程度のことはわかるのですが、そうするとデジタル信号にもいくつもの種類（カテゴリー）があって、そのカテゴリー間の相互変換ということなのでしょうが、もう少しわかりやすく教えていただけないでしょうか？
よろしく、お願いします。

回答No.4

Yorkminster

>> USB/DDコンバーター　という装置は、・・・（中略）・・・ということなのでしょうか？ //

ちょっと混乱させたかも知れませんが、厳密に言うとそういうことです。

USBというのは、Universal Serial Busの略です。文字通り「ユニバーサル（汎用的）なシリアルバス方式」という意味で、何か特定の信号だけをやり取りする訳ではありません。従って、そもそも「USB入力」という言葉自体が不適切なのです。

USB機器は、ホストとデバイスに分けられます。ホストというのは、たとえばパソコンです。デバイスというのは、たとえばマウスやキーボードです。マウスやキーボードが音声信号を受け取る訳ではないのを見ても明らかなように、USBというのは「線を繋げばおしまい」という代物ではありません。

たとえばマウスをパソコンに繋ぐと、「私はマウスです。xxxx方式での通信を許可して下さい」と申し出ます。それを承けて、パソコン（のOS。たとえばWindows）が「あなたはマウスですね。xxxx方式での通信を許可します」となると、初めて、マウスからパソコンにデータが送信されるようになります。

これと同じく、USBオーディオデバイスも、そのUSB部分は、まさに「USBデバイス」として動いており、USB-DACもUSB-DDCもこの点は同じです。すなわち、「私はUSBオーディオデバイスです。xxxx方式での通信を許可して下さい」と申し出て、パソコンに認証されると、音声信号が送り出されます。

このとき、「USB-DACです」とか「USB-DDCです」とか名乗る訳ではありません。あくまで「USBの規格の中で音声信号を扱うデバイスです」と名乗るだけです。USBオーディオデバイスとパソコンの間でやり取りされるデータの形式は最初から決まっているので、それ以上に詳細を名乗っても意味がないし、むしろパソコンには理解できないので、そういう情報は「有害」なのです。

たとえて言えば、「日本人は日本語しか喋らない」というルールが決まっていたら「私は日本人です」と名乗るだけで良く、「東京都民です」とか「広島県人です」とか言っても、「いや、あなたが日本人かドイツ人かを聞いてるのですが...」という感じです。

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さて、このようにしてUSBオーディオデバイスが受け取った音声データをどう処理するかは、また別の問題です。

通常、このデータはリニアPCM形式です。これをそのまま出力すれば、CDプレーヤーなどの「デジタル音声出力端子」と同じです。このような装置を便宜上「DDC」と呼んでいますが、Convert (変換) している訳ではなくて、「USB上を流れてきた音声信号を垂れ流しているだけ」です。

これに対して、DAコンバータを通してアナログ音声信号を出力するものが、USB-DACです。こちらは文字通りD/A「変換」しているので、ネーミングの問題はありません。

そして、デジタルのまま出力するにせよ、アナログ変換して出力するにせよ、「オーディオしか知らない人」にとってはあたかも「USB端子でデジタル音声信号を入力している」ように見えるということで、「USB入力」などと言っている訳です。

そういう訳で、USB-DDC、USB-DACというのは、「パソコンからPCM音声信号を送り出してもらう交渉をするUSBオーディオデバイス部分」と、「そうやって受け取った音声信号をオーディオ機器に送り出すためのオーディオ機器部分」とに分かれています（1チップで両方の機能を持ったICもあり、簡易的な製品だとそれ1個で済ませていることもあります）。

>> デジタル式のパワーアンプの場合は、PCMデジタル信号をそのまま入力してもよい訳ですから //

これは違います。

いわゆるデジタルアンプは、一般的にはPWM方式で増幅しています。PWMはPulse Width Modulationの略で、アンプなどの増幅回路に関しては特に「スイッチング方式」などと言うこともあります。これは、同じく「デジタル」と言ってもPCMとは全く異なります。従って、デジタルアンプだからといって、PCM信号を入力してそのまま増幅できる訳ではありません。

このため、「デジタル入力付きのデジタルアンプ」でも、内部でいったんアナログ変換したあと、さらにPWM変換するアンプも少なくありません。従ってまた、「USB入力付きのデジタルアンプ」でも、内部ではいったんアナログ変換するのが普通です。

そうではなくて、PCMから直接PWMに変換するアンプを、特に「フルデジタルアンプ」などと呼ぶこともあります。この場合は、まさにPCMからPWMへ「D/D変換」しているとも言えます。

お礼

大変よくわかりました。　　ありがとうございました。　　DDCというネーミングは、文字通りの変換ではなく、入ってきたPCM形式のデジタル信号をそのまま垂れ流しているだけ、ということ、これは知りませんでした。　　世の中には不思議なネーミングがあるものです。　　PCM形式で入ってきたデジタル信号を同じPCM形式で再び送り出しているだけ、ということ、私には、何とも不思議なことをやっているなと思えるのですが、私ごときにはわからない、何か大切な必要理由があるのでしょうね。
ところで、このたび、教えていただいた大切な点は、オーディオのデジタル信号には二つのカテゴリーがあって、
第一のカテゴリーは、PCM形式による信号カテゴリー、　　
第二のカテゴリーは、デジタルパワーアンプの場合、そこを流れるデジタル信号は、パソコンから出てくるPCM型のデジタル信号とは全く異なる、PWM型のデジタル信号であるということ、　この二つの点が、私にとっては大きな収穫でした。　改めて、ありがとうございました。
当然ながら、私ごときには、細かい点は知りませんが、多分、電力増幅という目的には、PCMという変調方式よりも、PWMという変調方式の方が回路技術上、都合がよろしいのでしょうね。　　PWMといえば、かのDSD信号もPWMという変調方式による信号だそうですね。