「クロックはノイズに弱い」 - 本当は怖い可逆圧縮

レコードやカセットテープはアナログだけど、CDは音楽をデジタル信号で記録している。
もっと詳しくいえば、44,100分の１秒ごとに「０と１」の組み合わせで音を65536段階で記録している。*1

ロスレス音源も、CDの持っている65536段階の情報をそのまま保存できる。ノイズが乗っても、エラー補正があるから無関係。
じゃあなんでロスレスソースを再生すると音質が悪化するか？
ひとつの有力な答えが「クロックがノイズに弱いから」ということ。

データは１と０、クロックはタイミング

「デジタルの情報は劣化しない」と言われているが、本当だろうか？
ほとんどの電子機器（もちろんiPhoneもね）は電圧の強弱でデジタル信号を処理している。
０と１の区切りを教えてくれるのがクロック。文字通り時計の役目。
デジタル信号は０と１の２種類しかないのでノイズに強いが、タイミングに関係するクロックはノイズに敏感。
クロックにひどいノイズが乗ると、データエラーが生じる。

このあたりの仕組みは東芝のホムペが分かりやすかった。

同期式インタフェースは非常に簡便な方式ですが、ノイズに弱いという欠点があります。１ビットのデータはクロックに「同期」して送信され、同じクロックで受信されますが、送信中にクロックにノイズが乗った場合、データの取り間違いが起こります。
ページが見つかりません。(Not Found) | 東芝セミコンダクター＆ストレージ社

クロック同期式インタフェースはオーディオ関係のいたるところで使われている。
例えばiPhone内部の信号処理やiPodドック経由のUSBオーディオ、AppleTVのS/PDIFなど。
AppleTVの音質が悪いのは精度が悪い糞クロックを使っている影響も大きいと思う。

ビットパーフェクトでもクロックがオーディオ品質を左右する

たしかにオーディオのサンプリング周波数は低く、タイミングマージンが十分あるので、クロックのジッターが多少増えてもデータエラーは発生しない。
しかしデータエラーは発生しなくても、サンプリングの間隔が速くなったり、遅くなったり、ゆらぎが生じると、サンプリング定理に基づいて動作しているデジタル/アナログ変換(DAC)やアナログ/デジタル変換(ADC)の動作に影響がでる。その結果、音質が悪くなる。*2

このあたりの理屈はテキサスインスツルメンツの人の解説が分かりやすかった。

　デジタルオーディオの世界では、音質や性能を追求する努力が絶え間なく続けられている。そのための手法として、従来はデータのビット数やサンプリング周波数を向上させることに主眼が置かれていた。このアプローチは、通信理論や情報理論の観点からは正しく、誰の目から見てもオーディオ品質の向上につながるように思えるからだ。しかし、現実のデジタルオーディオシステムには、これまで見落とされていたオーディオ品質の劣化要因が存在する。それがクロックジッターである。
デジタルオーディオが抱える潜在的課題に迫る：オーディオ品質とクロックジッター (1/5) - EDN Japan

赤堀氏は高価な測定機器を駆使して、「S/PDIFの光接続は同軸接続と比べて音が悪い」という都市伝説の検証までやってのけてしまう。

光接続時のクロックの質は、同軸接続時のそれに比べて明らかに劣ることが分かる。この結果は、光伝送路（電気‐光/光‐電気の変換器を含む）において、大きなジッターが付加されることを示している。一般的に、「光接続は同軸接続に比較して音質が劣る」といわれる。これについては、「いや、同じデジタル伝送なのだから、音質に差など出るわけがない」と反論する人もいる。しかし、本稿で示した結果は、実際に伝送路の違いで音質に差が出ることを、クロックのジッターの差で実証している例の1つだといえよう。
デジタルオーディオが抱える潜在的課題に迫る：オーディオ品質とクロックジッター (4/5) - EDN Japan

クロックの精度と音質の関係は、他の要素にくらべて目立たないうえ測定も難しいので、オカルト扱いされている。なげかわしー。
影響の大きさを測定するのが難しい上、ポータブル製品の宣伝には逆効果なのが原因だろうか。