Rediscover the lost 2Bits…
失われた2ビットを再発見する…
It seems that analogue vs. digital volume control and the potential impact of the iEMatch accessory is still not widely understood.
アナログ・ボリューム・コントロールとデジタル・ボリューム・コントロールの違い、そしてiEMatchが持つ潜在能力の高さについて、まだ広く理解されていないように見えます。
Let us consider a few specific examples. In all cases a DAC with digital domain volume control, 5.3V maximum output with a 0dBFS Signal and 125dB rated signal to noise ratio at the maximum output is used. This is impressive performance, equivalent to 20.5 Bits.
いくつかの例を挙げて考察しましょう。どの場合も、以下の仕様でテストを実施しています：デジタル・ドメイン・ボリューム・コントロール、最大出力＝5.3V、最大出力時に0dBFSの信号、125dBのSN比。これは印象的なパフォーマンスになります。20.5ビットに相当するからです。
In fact, it is not easy to match or exceed this kind of noise performance in the real world, with real electronics. And independent measurements (performed the same way we do ours and using a slightly newer Audio Precision test) set places this DAC closer to 120dB and 4.9V maximum output, which is still VERY impressive performance in the real world.
実のところ、現実の世界で現実の電子機器を使用してこのレベルのノイズ・パフォーマンスに匹敵するのは、あるいはそれを超えるのは、簡単なことではありません。そして、それぞれの測定（私たちが他の機器で行うのと同じ方法で、少しだけ新しくなったオーディオ・プレシジョンのテスト機器を使用しています）では、DACを120dBに近い状態、最大出力＝4.9Vに設定していますが、これもまた「非常に」印象的な数値です。
We will be using the real world figures of 120dB & 4.9V to calculate with.
測定を行うために、120dB、4.9Vという現実世界の数字を使っているのです。
Further, something we also commonly use is a figure of 105dB SPL at 0dBFS signals. First, 105dB is the THX peak level for THX certified movie theatres with 0dBFS and is bloody loud (try it and check for the THX Certificate at your movie theatre) and 0dBFS is the highest signal level without clipping in the digital domain.
さらに、私たちが共通して使用しているものに、0dBFSの信号で105dBのSPL（音圧レベル）という数字があります。まず何より、0dBFSで105dBというのは、THX認定映画館のTHXのピークであり、それはつまりとんでもなく大音量だということです（THX認定映画館でTHXを試してみてください）。そして0dBFSというのは、デジタル・ドメインでクリッピングに達しない最高の信号レベルです。
Now, if we attach a headphone that gives 105dB (the) with 4.9V (e.g. HiFiman HE-6), we will get the full 120dB dynamic range as the digital volume control is at maximum. In fact, the background noise level will be at around -15dB absolute, that is 15dB quieter than the threshold of human hearing. So in this case, the audible dynamic range is 105dB (hearing threshold to maximum signal) and thus is equivalent to around 17.5 Bits.
4.9Vで105dBを発生するヘッドフォン（たとえばHiFimanのHE-6）を接続すると、デジタル・ボリューム・コントロールを最大に設定した時に120dBのフル・ダイナミック・レンジを得ることができます。バックグラウンド・ノイズ・レベルは絶対値で-15dB程度になります。つまり、人間の耳に聞こえる上限よりも15dB静かだということです。したがってこの場合は、可聴ダイナミック・レンジは105dBということになり（最大の信号に対して実際に聞こえる上限を聴いている）、その結果17.5ビット程度に相当することになります。
However, if we take an IEM that gives 143dB (!!?? permanent hearing damage guaranteed) with 5.3V (e.g. Shure SE535)? In order to match the 105dB peak from the first case, we need to attenuate the signal by 38dB, or in another way of looking at it, by around 6.5Bit. Noise would now be at +23dB, quiet but clearly audible hiss.
では、143dB（確実に耳が故障します!!??）を発生することのできるIEM（インイヤーモニター）を5.3Vで使ったらどうなるか（たとえばShure SE535）？ 最初の例の105dBと同じにするためには、信号を38dB弱める、あるいは別の言い方をすれば、6.5ビット下げる必要があります。こうすると、ノイズは23dB増加します。静かではありますがヒスノイズがはっきりと聞こえてきます。
In this case the audible dynamic range is 82dB and thus is equivalent to around 13.5 Bits. Yup, that's well be low CD quality. This is the consequence of using a high sensitivity headphone with an Amp that has a high dynamic range but also a high maximum output.
この場合、可聴ダイナミック・レンジは82dBで、13.5ビットに相当します。そうです、これはCDの音質よりもずっと下なのです。これこそが、高感度のヘッドフォンを、ダイナミック・レンジは広いが最大出力も高いアンプで使用した場合の結果なのです。
Now let’s add iEMatch in Ultra setting. The maximum SPL is now 119dB (STILL BLOODY LOUD) and noise is now -1dB, meaning the theoretical available dynamic is just a smidgen below 120dB and thus equals 20 Bits (if you like 120dB peak SPLs -some of us do!). At 105dB peak SPL we will have applied some 14dB of attenuation, or around 2.5Bits, so we again get 105dB audible dynamic range or 17.5 Bit.
今度は、iEMatchを「超」の付くセッティングにしてみましょう。最大SPLは119dB（これもとんでもない大音量です）で、ノイズは-1dB、つまり、理論的に得られるダイナミック・レンジは120dBをわずかに下回る程度で、20ビットに相当することになります（120dBのSPLが好みであればの話ですが…。私たちの中にはそういう人間がいます！）。105dBのピークSPLでは、14dB程度あるいは2.5ビット程度下げることになるので、ここでも105dBの可聴ダイナミック・レンジが、あるいは17.5ビットが実現することになります。
So, in this specific case for the high sensitivity headphone adding iEMatch has restored 4 Bits or 24dB dynamic range. So iEMatch indeed "gives back" bits or dynamic range lost in the digital domain volume control.
したがって、高感度のヘッドフォンを使用したこの特定の例の場合は、iEMatchを加えることによって4ビットあるいは24dBのダイナミック・レンジが回復することになります。iEMatchは、デジタル・ドメイン・ボリューム・コントロールで失われたビット、あるいはダイナミック・レンジを「取り戻す」のです。
But is there sense in using iEMatch with an external headphone amp? Absolutely.
しかしそもそも、外付けのヘッドフォン・アンプにiEMatchを使用することに意味があるのか？ － 絶対にあります。
Let’s consider the example above with a portable ESL IEM Setup (how freaked out is
that - we absolutely love it).
上の例を、ポータブルESL（エレクトロスタティック型）IEMを使用した場合で考えてみましょう（何というマニアぶりでしょう。私たちはこれが大好きなのです）。
The headphone is 117dB @ 230V (amp's max) and the amplifier has a gain of 54dB
with the volume turned up to maximum. So in order to produce 117dB, the amplifier
needs 0.5V input voltage.
このヘッドフォンは、230V（アンプの最大出力）で117dBであり、アンプは、ボリュームを最大にした位置で54dBのゲインがあります。したがって、117dBを生み出すためには、アンプは0.5Vの入力電圧を必要とすることになります。
This means that for a more normal 105dB we need to turn down the volume control substantially already if our source outputs 0.5V. Even most smartphones nowadays have more output than 0.5V and our 4.9V output DAC is WAY too loud if set to maximum undistorted output.
ということは、入力が0.5Vなら、もっとノーマルな105dBを得るには、ボリューム・コントロールをかなり下げる必要があります。今日のスマートフォンの大半は0.5V以上の出力を備えているので、4.9Vの出力を備えた私たちのDACは、歪みなしで最大出力に設定するには音量が大きすぎることになります。
If we set the DAC to line out mode with 3V @ 0dBFS (and thus 116dB or 19.5dB dynamic range) and set the volume on the headphone amp to produce 105dB, the attenuation in the headphone amp volume control would be 28dB, putting the volume control VERY low on its travel, which generally does not sound as good (yes there is a technical reason) and leave very little usable volume control range.
DACを0dBFSで3V（116dBまたは19.5dBのダイナミック・レンジ）で出力するように設定し、ヘッドフォン・アンプのボリュームを105dBで出力するように設定すると、ヘッドフォン・アンプのボリューム・コントロールを28dB下げて「非常に」低い出力で伝送することになりますが、これでは一般的に良い音にはならず（技術的な理由で）、ボリューム・コントロールの幅がきわめて狭くなってしまいます。
On the plus side, using this analogue domain volume control does avid loosing bits and dynamic range of headphone (117dB) DAC 116dB are well matched. We can get more volume control range/travel if we instead use the DAC's digital volume control to drop the signal, but if we do this, we again start losing bits/dynamic range, if we lower the volume by 24dB (to 0.375V) we lose 4 bits.. imagine listening to Tidal or Deezer streaming and paying for 16Bits but listening to 14Bits!
長所としては、このアナログ・ドメイン・ボリューム・コントロールを使うと、ビットが失われるのを避けることができ、ヘッドフォンのダイナミック・レンジ（117dB）とDACの116dBがほぼ一致するという点です。信号を送るのに、代わりにDACのデジタル・ボリューム・コントロールを使用すると、ボリューム・コントロールの範囲が拡がりますが、それをやってしまうと、再びビットとダイナミック・レンジが失われてしまいます。ボリュームを24dB下げると（0.375Vまで）、4ビットが失われるのです。TidalやDeezerのストリーミングを聴く場合のことを想像してみてください。16ビット分の料金を払いながら、14ビットで音楽を聴いているようなものなのです！
Or instead we add iEMatch and knock the 3V output down to 0.375V in the analogue domain. Now, with the headphone amp volume at absolute maximum our SPL will be 115dB with noise (from the DAC) at -1dB.
代わりにiEMatchを加えて3Vの出力をアナログ・ドメインで0.375Vに落とすことができます。そうすれば、ヘッドフォン・アンプのボリュームを最大の位置に合わせれば、SPLは-1dBのノイズ（DACから）で115dBになるでしょう。
So, in two radically different cases of "too loud / noisy system" we have added iEMatch and have achieved almost perfectly "matched" systems where sensible maximum SPL and dynamic range are almost perfectly preserved. Hence, we (actually Head-Fi'r Bedlam Inside did on this thread: http://www.headfi.org/t/695086/ifi-nano-ican-name-that-attenuator-competition-winner-no-1-winner-of-ican-nano-is/390#post_10540695) named it iEMatch.
こうして、先述した「うるさすぎてノイズの多いシステム」の2つの極端な例において、私たちはiEMatchを加え、ほとんど完璧に「マッチングされた」システムを実現しました。そこでは、妥当な最大SPLとダイナミック・レンジがほぼ完璧に保たれているのです。こうして私たちは、これをiEMatchと名付けたのです。
Unfortunately, the huge range of headphone/IEM sensitivities and
varying headphone amplifier gains mean that mismatches are almost inevitable.
残念なことに、ヘッドフォンとIEMの感度、そしてヘッドフォン・アンプのゲインは実に多様なので、ミスマッチは不可避の問題になっています。
At iFi we recognised this over 3 years ago and we started addressing this issue substantially in iFi's higher end products. Variants of iEMatch have been fitted to iCAN Pro, Retro Stereo 50 System and the iDSD micro which was the first product to include it. Now we have also made it available as an affordable standalone piece, after a rather protracted development phase, so even those who do not buy iFi gear (nudge nudge, wink wink) can enjoy the benefits.
iFiでは3年以上前にこのことを認識し、iFiの上級製品でこの問題にしっかりと対処することを開始しました。iEMatchに類似した機能をPro iCAN、Retro Stereo 50システム、micro iDSD（この機能を組み込んだ最初の製品です）に採用したのです。そして今、開発にかなり長い期間を費やした後に、これを安価な独立した製品として購入できるようにしました。iFi製品を買わない人にも、この恩恵を楽しんでいただくことができます。
So, we hope this clears up a bit what iEMatch is and does and why there are many applications, beyond just IEMs.
この解説で、iEMatchが何なのか、そしてIEMの先になぜ数多くの機器が存在するのかが明らかになったのではないかと思っています。
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