CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit, DSD?

[moi]

Siin ühes vanas teemas sai pikalt vaieldud selle tajutava 5 uS intervalli ja säplimissageduse üle. Mäletamistmööda ei olnud see eksperiment, milles see 5 uS saadi mitte väga korrektne ja otseselt intervalli mõõtev ning number oli tuletatud kaudselt.

Minu meelest vahetati vaid S/PDIF'i ? Ja see oli minu jaoks suurim shokk, et ma ise kuulsin digikaablitel vahet. Olen olnud alati selle teooria üle naerja. Kusjuures kaks korda jäi jutuhoos kahe silma vahele mis parasjagu vahetati ning esimene kord küsisin tahtmatult "mis DAC nüüd pandi ?". Tegelt vahetus just kaabel. Heed jäi samaks. S hakkas selgelt susisema. Kui tagasi vahetati, see kadus.

See "S" susisemine on ilmselt suure jitteri tekitatud, vähemalt osaliselt (ei ole minu isiklik arvamus). Võibolla ei olnud korraliku kõrgsagedusliku sobitusega kaabel ja see ajas jitteri suureks?

[A.R.]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Mäletamistmööda ei olnud see eksperiment, milles see 5 uS saadi mitte väga korrektne ja otseselt intervalli mõõtev ning number oli tuletatud kaudselt.

Mida siis inimene peaks tajuma selle 5 us muutusega?

Hz          sek        sek+5          Hz+5us
20000       0,00005    0,000055       18181,81818
10000       0,0001     0,000105        9523,809524
 5000       0,0002     0,000205        4878,04878
 1000       0,001      0,001005         995,0248756
  100       0,01       0,010005          99,95002499
   50       0,02       0,020005          49,98750312

Midagi ikka.

[ihvike]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

See "S" susisemine on ilmselt suure jitteri tekitatud, vähemalt osaliselt (ei ole minu isiklik arvamus). Võibolla ei olnud korraliku kõrgsagedusliku sobitusega kaabel ja see ajas jitteri suureks?

Küsimus pole mitte selles, millest S-i susisemine on tingitud, vaid see, kas S-i susisemine DACist väljuvas signaalis reaalselt eksisteeris. Tõendame objektiivselt ära, et eksisteeris, siis hakkame mõtlema, millest see tingitud on.

[moi]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Et sa nagu kahtled, kas kuuldud "S" susin oli ikka "S" susin?

[ihvike]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Et sa nagu kahtled, kas kuuldud "S" susin oli ikka "S" susin?

Jah. Sama hästi, kui kontrollimata tingimustega avatud testis võib kuulda identsete asjade (a' la kaks erinevat bit-perfect audiopleierit) vahel mäekõrgust erinevust, võib ka kuulda s-i susinat seal, kus teda tegelikult ei ole, või s-i susina puudumist seal, kus ta tegelikult olemas on. Selles ei ole mitte midagi imelikku või vaenulikku, see on objektiivne reaalsus. See, et taolisi asju peab objektiivselt tõestama, on teaduslik paratamatus ja see ei välista seda, et oli vahe sees. Kuna aga see kaablist tulenev vahe on väga ebatõenäoline, siis subjektiivne kuulamisaisting avatud testis (mis ei ole tegelikult kunagi objektiivne), ei ole piisav tõendusmaterjal, kaasa arvatud selle konkreetse inimese jaoks, kes vahet kuulis.

[redart]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Mida asja te, mehed, selle 5 mikrosekundiga mõõdate? Keegi võiks algusest alustada või siis viidata vanale teemale?

Eksisteerib teooria, et 5 uS on hilistus, mida inimese kuulmisaparatuur suudab dekodeerida mitte helikõrgusena, vaid faasinihkena kahte kõrva jõudvate signaalide erieva hilistuse tõttu. Ehk see aju osa, mis määrab heliallika lokatsiooni. Jutt käibki sellest teooriast. Ma ei ole teadlik ühestki teisest teooriast, millel oleks shanssi seletada ära, miks audiofiilid kuulevad neid asju, mida nad kuulevad (ja mis ihvikest häirib, et kuulevad, kuna ei saa ju).

[ihvike]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Ma ei ole teadlik ühestki teisest teooriast, millel oleks shanssi seletada ära, miks audiofiilid kuulevad neid asju, mida nad kuulevad.

See teooria (cognitive bias) on ammu olemas, põhjalikult läbi töötatud ja lugematul hulgal teaduslikes töödes kinnitust leidnud. http://en.wikipedia.org/wiki/Cognitive_bias

[OSX]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Mida siis inimene peaks tajuma selle 5 us muutusega?

Hz          sek        sek+5          Hz+5us
20000       0,00005    0,000055       18181,81818
10000       0,0001     0,000105        9523,809524
 5000       0,0002     0,000205        4878,04878
 1000       0,001      0,001005         995,0248756
  100       0,01       0,010005          99,95002499
   50       0,02       0,020005          49,98750312

Midagi ikka.

Ma päris täpselt nüüd aru ei saa, mida see arvutus näitaks. Kuna näha on sageduse langemine, siis oleks nagu Doppleri effektiga tegu, kuid sellest ei ole ju jutt.

[jyrr]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Eksisteerib teooria, et 5 uS on hilistus, mida inimese kuulmisaparatuur suudab dekodeerida mitte helikõrgusena, vaid faasinihkena kahte kõrva jõudvate signaalide erieva hilistuse tõttu. Ehk see aju osa, mis määrab heliallika lokatsiooni.

Olles nüüd põgusalt lugenud artikli kokkuvõtet, järeldan, et täpseima kuulmisaistingu saavutamiseks peab uuringu autori arvates kõlarite ja kõrvade asendi valikul olema piinlikult pedantne. Kui 6,5 meetri kaugusel asuvate kõlarite puhul kõrvade asend erineb vajalikust 2,9 mm võrra (lihtsustatult), tajub 80% inimestest taasesitatavat heli erinevalt. On mida edaspidi kuulamisüritustel kõrva taha panna. Et võrreldavate hinnangute saamine õnnestuks tõenäosusega 80%, tuleks ekspertide kuulmekäikude keskpunktid paigutada kahte keraja kujuga parve, kumbki diameetriga mitte enam kui 2,9 mm.

Hilistumise tajumist peaks saama kõrvaklappidega ka hinnata, tehes näiteks stereos 2-sekundilise WAV-i (mõlemas kanalis identne siinus) ja kustutades faili keskpunktist ühekaupa ühe kanali sämpleid, kuulamisel iga kord hinnates, kas esimene ja teine sekund on erinevad. Diskreetimissageduse 96 kHz puhul tekitab 1 sämpli kustutamine hilistumise 10,42 us, 192 kHz puhul 5,21 us.

[OSX]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Toon siia ühe analoogia, mis mulle on juba ammu tundunud sobiv. Kindlasti olete näinud filme, mis on 60 kaadrit sekundis, tavalise 30 asemel. Olete tähele pannud et liikumised on siis sujuvad ja tunduvad päris loomulikud - vähemalt oluliselt loomulikumad?
Miks 25FPS/30FPS tundub jõnksulisena võrreldes 2x FPS filmiga? Sest pildiinfot on 2x rohkem, aju aga peab tegelema "interpoleerimisega" kaadrite vahel poole vähem...

Kaader filmis on sama mis sämpel audios. Kummagi vahel infot olla ei saa ning puuduv tuleb kuidagi interpoleerida. Kui sm. ihvike ütleb et sämplite vahel on ka signaal siis ta eksib. Kui ta ütleb et me ei kuule ega mõõda DAC väljundis vaikust kahe sämpli vahel, on tal õigus. Aga see vahepealne info ei ole reaalne signaal vaid interpoleeritud tulemus, mis pealegi sõltub konkreetsest kasutatud tehnikast.

[ihvike]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Kaader filmis on sama mis sämpel audios.

Tegelikult ei ole sama, kuna kaader filmis on tõesti on/off situatsioon, kus on tõesti kaadrite vahel puuduv informatsioon, mida silm on võimeline moonutusena tajuma, kui kaadrisagedus on liiga väike. Sämpel audios on aga matemaatiline informatsioon, digitaalne infojada, digitaalne analoogsignaali representatsioon, mis saadakse analoogsignaali "kujul" teatud ajavahemikel mõõtmisi teostades. Shannon-Nyquisti teoreemi järgi piisab sämplite võtmise sagedusest Fs selleks, et saavutada sämplitud analoogsignaali täpne koopia sageduseni Fs/2. Ja see on vettpidav matemaatika. Ma ei tea, kuidas seda lihtsamalt seletada, kuid kui me digiteerime signaali, siis reaalsuses ei toimu mingit on/off info salvestamist, vaid me sõna otseses mõttes salvestame ettemääratud ribalaiusega analoogsignaali matemaatiliselt digitaalkujule, kust see on DACis võimalik matemaatiliselt uuesti analoogkujule taastada ning mitte midagi, mis on allpool Fs/2 ei lähe kaduma. Tänapäeva filtrid ja kasutatav metoodika on piisavalt hea, et see vastab ka praktilises implementatsioonis tõele. Ehk siis kordan järjekordselt, ainuke tingimus on limiteeritud ribalaius. See, milline ribalaiuse nõue, sõltub sellest, millise eesmärgiga me signaali digiteerime.

Kummagi vahel infot olla ei saa ning puuduv tuleb kuidagi interpoleerida.

Mitte "kuidagi" interpoleerida, vaid konkreetselt paika pandud matemaatiliste reeglite järgi taastada.

Kui sm. ihvike ütleb et sämplite vahel on ka signaal siis ta eksib.

Sämplite vahel ei ole signaali, sämplid on matemaatiline info, lihtsustatult üles kirjutatud numbrijada.

Aga see vahepealne info ei ole reaalne signaal vaid interpoleeritud tulemus, mis pealegi sõltub konkreetsest kasutatud tehnikast.

Kuidas ei ole reaalne signaal? Kas sa väidad, et DACist tulev analoogsignaal on kuidagi ebareaalne? Et sisestades ADCsse näiteks siinuse sagedusel 21 kHz, ning saades DACist identse siinuse sagedusel 21 kHz, on viimase puhul tegu kuidagi ebareaalse siinussignaaliga? Kui meie eesmärk ongi saada identne 21 kHz signaal, siis ei anna näiteks 96 kHz või 384 kHz sagedusel sämplimine mitte kõige vähemalgi moel "reaalsemat" 21 kHz siinussignaali. See on lihtsalt vaieldamatu matemaatiline fakt.
Küll muidugi lisandub kogu digiteerimis- ja taasesitusprotsessi käigus müra ja see sõltub kasutatavast tehnikast. Kuid Shannon-Nyquist ja sellel baseeruv kogu tänapäeva digiteerimistehnika, teadus ja praktika, vot see ei sõltu kuidagi konkreetsest kasutatud tehnikast vaid hard-core objektiivsest matemaatikast. Ilma selle matemaatikata (ja selle vettpidavuseta) ei eksisteeriks sõna otseses mõttes mitte mingisugust digitaalaudiot, ei 44,1 kHz, ega ka 384 kHz või 11,2 Mhz sämplimissagedusega. Sisuliselt on sellele teooriale vatu vaidlemine lihtsalt reaalsusele vastu vaidlemine. Kas digiaudio eksisteerib? Eksisteerib. Seega ei olegi tarvis ise kogu seda tuletuskäiku põhjalikult matemaatiliselt endale selgeks teha selle õigsusest aru saamiseks, kuigi kui hammas peale hakkab, miks mitte.


EDIT, võib-olla on mugavam selgitus see, et kui me oletame (ma ei tea, kas see saab reaalsusele vastata), et meil on signaal ribalaiusega näiteks 20 kHz, ja selles signaalis toimub mingi muutus näiteks 5 us jooksul ja mis kõige tähtsam, see signaal täidab ikka ribalaiuse nõudeid, siis 44,1 kHz sämplimissagedusega AD/DA protsessis ei lähe see kaduma, kuna seda Shannon-Nyquisti teoreem sõna otseses mõttes väidab. Ja siin ei ole võimalik puigelda selle taha, et reaalsed DACid ja teooria on erinevad. Reaalsetel DACidel on küll puuduseid (ideaalseid filtreid pole olemas ja müratase on ja jääb), kuid need puudused ei mõjuta tänapäevastes lahendustes enam praktilises mõttes taasesitatavat kasulikku signaali. Ehk lõpuks taandub asi ikka ja jälle sinnani, et kas meil on vaja digiteerida ja taasesitada sagedusvahemikku, mida inimesed tõendatult ei kuule või mitte.

Teeks äkki lühida küsitluse - kes siin foorumis kuuleb näiteks siinusignaali sagedusel 20 kHz?
Minult esimene vastus - mina ei kuule. Kuulen kuni 18 kHz.

[moi]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Kuidagi raskelt arusaadav on ikka see digiheli asi enamusel.
Võibolla aitab selgituseks see: DAC väljund ilma filtrita on küll astmeline (erinevate astme kõtguste ja laiustega sõltuvalt ADC/DAC paari bitilisusest ja kvantimise sagedusest) aga see astmelisus on kõik selllest Fs/2 sagedusest kõrgemal sagedusel ja filtreeritakse filtriga välja (väike kvantimise müra jääb muidugi ka kuna analoog signaal ja võimalikud digiväärtused ei lange alati kokku aga see müra on seal kuskil -100dB lähedal ka 16 biti puhul), nii et alles jääb pidev ja puhas analoog signaali koopia. Selles mõttes ei ole kaader filmis sama, mis sampel audios.

[ihvike]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Kuidagi raskelt arusaadav on ikka see digiheli asi enamusel.
Võibolla aitab selgituseks see: DAC väljund ilma filtrita on küll astmeline (erinevate astme kõtguste ja laiustega sõltuvalt ADC/DAC paari bitilisusest ja kvantimise sagedusest) aga see astmelisus on kõik selllest Fs/2 sagedusest kõrgemal sagedusel ja filtreeritakse filtriga välja, nii et alles jääb pidev ja puhas analoog signaali koopia.

Just nii. Me võime küll tekitada näiteks generaatoriga signaale, mis 44,1 kHz sämplimissagedusega ADC-DAC ahelast väljudes ossi peal hoopis teistsugused välja näevad (või üldse välja ei näe), kuid see ongi otseselt tingitud kõrgsageduslikest komponentidest (õigemini nende väljafiltreerimisest digiteerimise käigus), mis tulenevalt inimese limiteeritud kuulmisulatusest on nagunii lihtsalt kuuldamatud. Ehk siis kui kõrgsageduslikku infot sisaldav signaal siseneb kõrva, toimub ka sisuliselt low-pass filtreerimine sarnaselt digiteerimisele. Sagedused, mida me ei kuule, jäävad ikka kuuldamatuteks, olgu sämplimissagedus nii kõrge kui tahes.
Lingin siia ka selles teemas väga relevantse video, kus lühidalt räägitakse kõige muu kõrval ka sellest timing teemast - http://xiph.org/video/vid2.shtml

[OSX]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Haruldane.

Reaalne info on digitaalses maailmas vaid sämpli võtmise ja fikseerimise hetkel *. Muul ajal tegeleb matemaatika vahepealse aja "sisustamisega". Kui sämpleid on rohkem samas ajaühikus, on ka tulemus lähemal reaalsele signaalile.
Siinuse reprodutseerimine on äärmiselt lihtne tegevus, kuna tema vajalikud parameetrid on teada igal hetkel. Keeruliseks läheb aga reaalse muutuva signaaliga (mitte siinuse või muu korrapärase perioodilise kujuga), siis ei ole ette teada signaali kuju, seda hakkab matemaatika oletama. Tihedam sämplite võtmine samas ajaühikus vähendab vajadust midagi oletada. Rääkida mingist piirsagedusest pole tegelikult mõtet, kuna me ei aja momendil taga võimalikult avarat sagedusriba, selle saame nagu boonuseks.

Millest aga sm ihvike võtab et keegi vaidleb S-N teoreemi vastu, ma küll aru ei saa. Mitte et see ei kehtiks, vaid see pole reaalse muutuva komplekssignaali juures lihtsalt oluline (selle kehtivust pole üldse kahtluse alla seatudki). Ei ole oluline sest me soovime võimalikult täpselt üles võtta inimese kuuldavat sagedusvahemikku, mitte ei pea tingimata SACD puhul kirjeldama 1,4 MHz audiosignaali. On lihtsalt väga hea et nimetet teoreem võimaldab lisaks piisavale täpsusele ajas kirjeldada ka piisava varuga sagedusi. Need võimalikud sagedused on ju nagunii suures osas kasutamata...

*fikseeritud on sämplid mingi reegli alusel, näiteks et iga järgmine reaalset signaali presenteeriv sämpel saabub alles 22,68uS järel - mis vastab sagedusele 44,1kHz. Nimetatakse seda formaadiks. Ehk aitab aru saada et sellises formaadis kirjeldatud signaal ei sisalda muud kui ainult reaalhetkede väärtusi, sestap ka failisuurus on sõltuvuses informatsiooni hulgast. Ja seeläbi mõistan mina et igasugune seda nn formaati käsitlev nähtus on sunnitud vahepealse aja sisutama iseseivalt, = individuaalselt, seega on võimalik et selles tegevuses tuleb ette erinevaid tulemusi, kui me just va siinust ei loe...

[moi]

Vs: Erinevate DAC lahenduste kuulamisüritus Tallinnas

Reaalne info on digitaalses maailmas vaid sämpli võtmise ja fikseerimise hetkel *. Muul ajal tegeleb matemaatika vahepealse aja "sisustamisega". Kui sämpleid on rohkem samas ajaühikus, on ka tulemus lähemal reaalsele signaalile.
Siinuse reprodutseerimine on äärmiselt lihtne tegevus, kuna tema vajalikud parameetrid on teada igal hetkel. Keeruliseks läheb aga reaalse muutuva signaaliga (mitte siinuse või muu korrapärase perioodilise kujuga), siis ei ole ette teada signaali kuju, seda hakkab matemaatika oletama. Tihedam sämplite võtmine samas ajaühikus vähendab vajadust midagi oletada. Rääkida mingist piirsagedusest pole tegelikult mõtet, kuna me ei aja momendil taga võimalikult avarat sagedusriba, selle saame nagu boonuseks.

Sul on õigus aga see matemaatikaga "sisustamine" on täpselt kvantimise müra suurune, mis on 16-bitise digi puhul kuskil seal -100 dB juures, muus osas on signaal algsega võrdne.

*fikseeritud on sämplid mingi reegli alusel, näiteks et iga järgmine reaalset signaali presenteeriv sämpel saabub alles 22,68uS järel - mis vastab sagedusele 44,1kHz. Nimetatakse seda formaadiks. Ehk aitab aru saada et sellises formaadis kirjeldatud signaal ei sisalda muud kui ainult reaalhetkede väärtusi, sestap ka failisuurus on sõltuvuses informatsiooni hulgast. Ja seeläbi mõistan mina et igasugune seda nn formaati käsitlev nähtus on sunnitud vahepealse aja sisutama iseseivalt, = individuaalselt, seega on võimalik et selles tegevuses tuleb ette erinevaid tulemusi, kui me just va siinust ei loe...

Vaata seal on see asi veel ees, et need muutused mis toimuvad algses analoog signaalis kvantimisnivoode vahel kiiremini kui 22,6 uS on väljaspool Fs/2 ja ei lähe nagunii arvesse.
Iga ükskõik kui keerulise signaali saab siinusteks lahutada, selles mõttes ei ole vahet mis signaaliga on tegu.