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

[Vinyylimees]

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

Juhtus minul niiviisi...

Alustuseks tegin nii...


Siis juhtus nii...

Huvitav...?

Lähemal uurimisel selgus?


Seda, kui hea siinuse generaator audacity tegelikult on ei oska ma öelda.

[OSX]

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

redart'i jutu täienduseks: 1 plain bit on dünaamikaga 6dB. Ja DSD moodustamiseks lisatakse vastav noise shaping modulaatorisse mis võimaldab saavutada DSD puhul kasulikus kuulderibas kuni 20kHz ca 120dB dünaamika või SNR'i. Kui võrrelda SNR'i järgi siis profide hulgas hinnatud AD PCM4202 on DSD128 juures silmnähtavalt vähem kahisev kui sama kivi tehes 24/192 PCM formaati, seda nii kuulealas kui ka n.ö. ultrahelide alas (kui vaatleme võrrelduna 24/192 formaadi ulatusega).

Vinyylimees, tule nüüd sama katsega sammhaaval allapoole siis näeme millal hakkab siinus sündima...

[moi]

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

Ma sooviks mõnda konkreetset näidet AD kivi kohta, kus on multi-bit muundamine (s.t. delta-sigma leiab aset) ja samas ei ole noise shapingut rakendatud.

ja kui juba info kogumiseks läheb, oleks hea näha ka non-R-2R muunduriga ilma interpoleerimise võimaluseta DA kive.

Miks peaks AD kivis alati delta-sigma olema, see ei ole kohustuslik on palju AD muundurite variante, kus ei ole SD ega noise shapingut:

https://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter#ADC_types

Ilma interpoleerimiseta on kõik DACid, kus ei kasutata oversamplingut.

Aga ma ei saa aru kuhu sa tüürid?
DSD AD koos oma modulaatoriga on nii keerulise matemaatikaga, et isegi spetsid kasutavad selle kirjeldamisel tegeliku asemel lineaarset lihtsustatud mudelit:
DerkSigmaDelta.pdf

[moi]

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

Minuarust siin on algusest peale võrreldud õunu ja apelsine, kui võtta teistsugune vaatenurk. Lähtun arusaamast, et nii PCM kui DSD puhul on Fs/2 sagedus tegelikult kõrgeima siinussignaali/siinuseks taandatud komponendi sagedus ehk teisisõnu "põlve nurga raadius" kui visuaalselt kujutada. PCM puhul saab seal kasutada kogu bittide poolt lubatavat dünaamikat, kuid DSD puhul on piirsagedusel dünaamika 0 või 1. Seega, numbritesse pannes, PCM 24 (või ükskõik mis bitisügavuse juures) / 192 puhul kõrgeim võimalik siinuskomponent on 0,097MHz, samas kui DSD5,6 juures on see number 2,8224MHz. Üks siis vastavalt täie dünaamikaga, teine ühebitise dünaamikaga. Aga ilmselgelt on ühel ja teisel kodeerimisviisil sageduse ülemises otsass täiesti erinevad piirangud sama andmemahu juures ja PCM piiril olev või sealt üle mineva sagedusega (loe: siinusteks taandatud osasagedustega) signaali kuju analoogis tagasi olles on täiesti erineva kujuga. Minu arusaamise juures on see praegu hard fact.

Mina ütleks, et asja iva on ilusti lihtsalt ära seletatud. Väikeste apsudega, PCM 24/192 Fs/2 on 0,096 MHz.
Kas lõigus "PCM piiril olev või sealt üle mineva sagedusega ... signaali kuju analoogis tagasi olles on täiesti erineva kujuga." pead silmas sagedusi, mis on Fs/2-st kõrgemad? Need sagedused filtreeritakse välja enne AD muundamist kuna nad tekitaksid aliaseid, samuti aliaste pärast filtreeritakse ka DA muundurite väljundites kõik üle Fs/2 signaalid välja.

Vinyylimehe pildid ei näita midagi muud kui seda, kuidas Audacity tegijad on otsustanud/osanud siinuse kuju oma programmis visualiseerida. Hulka parema ettekujutuse sellest, mis tegelikult toimub saab siis, kui paned selle sama faili CD peale ja mängides seda maha normaalse CD-mängijaga vaatad ossiga signaali kuju.

[OSX]

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

Vastuseid lähevad kuidagi häguseks ära... Ma võin samuti ajaloolisi andmeid wikist vaadata ADC aretamiste kohta, kuid ma pidasin silmas seda millised konkreetsed muundurid on täna kasutusel helistuudiotes või üldse kõiges millega saab muusikalisi sigaale reaalses maailmas ja meie elus "digitaliseerida". Vastus on et põhimõtteliselt AD jaoks ei ole peale delta-sigma tüüpi muundurite midagi kasutusel reaalselt.
Ja sama käib ka interpoleerimise võimaluste kohta DA suunal - vastus on et kõik mis pole R-2R, on täna sigma-delta tüüpi muundurid. R-2R tüüpi kive on ühe käe näppudel võimalik üles lugeda ja neistki pooled on märkega "obsolete" ehk tootmisest maas. Ja üldse on hetkel vist tõsiseltvõetava tasemega ainult üks R-2R kivi tootmises, suunatud küll meditsiinitehnikasse...

Isegi kui DSD AD on nii keerulise matemaatikaga - kas sa loodad et pääsed ilma selleta kui lased AD kivil väljastada PCM'i? Ei, see detsimeerimise jamps algab alles pärast seda mida spetsid @2001 lihtsustatud mudeliga selgitavad. Mitte sealt vahelt või eest. Fs/2 (for PCM) filtratsioon tehakse ka pärast D/S astme läbimist ning enne detsimeerimist.
Keerukaks võib kiskuda sealtmaalt kus tulevad mängu ka multi-bit AD konverterid. Ehtne 1-Bit muundur ei ole nii keeruline. Kui diskreetjuppidel DSD AD (Grimm) kõrvale jätta, on sõelale jäänud 1 bitistest PCM4202 ja multi-bitistest PCM4222. Selline on hetke reaalsus. Nende kividega toodetud muusikat me enamasti praegu kuulame - ka CD pealt.

[Vinyylimees]

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

Tulles vastu rahva soovile.

20000Hz


16000Hz


12000Hz


10000Hz


8000Hz


6000Hz


4000Hz


3000Hz


2000Hz


1000Hz


Kõikide piltide mõõtkava ei ole üks. Mulle hakkas kohe tõsiselt huvi pakkuma, kas selles minupoolt viidatud ossi artiklis olnud väide vastab tõele? Igaüks saab oma järeldused piltidelt teha. Mina hakkasin mingisugust siinust, mille amplituud oli enamvähem ka täpne, nägema alles 4000Hz allapoole.

Kuna postitusele saab lisada maksimum 10 faili, siis jäi lisamata 11000Hz pilt, millelt paistsid ekstra hästi tolleaegsed kaabu moed, mis tulid moodi kui leiutati 44,1 kHz.

Moi. Ma vajutasin neid pilte tehes aeg-ajalt ka play nuppu ja ei kuulnud eriti siinust kuskilt. Audacity genereerib ilmselt Wave-table ja mängib selle maha nii nagu sämplid on ja kuvab seda samuti ilma interpolatsioonita - ühendab täpid nii nagu sai lasteaias vanasti täpikesi paberil joonega ühendatud ning vaadatud, mis pilt välja tuleb. Mul pole kahjuks ossi, muidu vaataks huviga, mis mul helikaardi otsast välja tuleb.

[OSX]

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

Punktide omavaheline sirgühendamine ongi lineaarne interpoleerimine... .

[redart]

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

Kas lõigus "PCM piiril olev või sealt üle mineva sagedusega ... signaali kuju analoogis tagasi olles on täiesti erineva kujuga." pead silmas sagedusi, mis on Fs/2-st kõrgemad? Need sagedused filtreeritakse välja enne AD muundamist kuna nad tekitaksid aliaseid, samuti aliaste pärast filtreeritakse ka DA muundurite väljundites kõik üle Fs/2 signaalid välja.

No just. Lihtsalt PCM ja DSD Fs/2 on sama data mahu juures vääääga erinevas kohas ja seda nähtust mida ma kirjeldada üritasin ongi selle tagajärg.

[madis64]

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

Punktide omavaheline sirgühendamine ongi lineaarne interpoleerimine... .

Jah, kuid väike vahe on sees, kui seda tehakse pildijoonistamisalgoritmis või audiokanali väljundastme juhtimisel.

Pildijoonistamine on küll viimase suurusjärgu tegur antud teemas.

Ning kui keegi kinnitab, et Audacity tulistab väljundisse sämplipunkte ilma neist mingit signaali tuletamata (või jätab tuletamise helikaardi hooleks ja kuvab lähteandmeid), mis siis ikka teha - ju on tarkvara omapära.

[Vinyylimees]

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

Nagu ma mainisin oli ka kõrvaga kuulda, et ei olnud siinus. Keegi võiks selle sama katse teha, aga mõne teise editoriga, siis saab täpsema tulemuse. Ma pole jõudnud endale veel ossi soetada, muidu oleks pildi juba ammu teinud, mis audacity välja saadab ja kas see ka pildiga ühildub.

[OSX]

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

Ma vist DXD352/32bit formaadis proovisin 30kHz manada editoris, tuli küll kena siinus.
Ehk võtan ette ka ülemise otsa, näis kas läheb käest ära kuidagi.

[madis64]

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

Ma vist DXD352/32bit formaadis proovisin 30kHz manada editoris, tuli küll kena siinus.

See iseloomustab paraku ainult editori "manamisvõimekust", mis ei oma mingit tähtsust.

Tahate väljundsignaali vaadelda, võtke vahend, mida tunnete ja võtke reaalne väljundsignaal, mitte mingi suvalises ahelapunktis jumal teab mil moel näpatud poolfabrikaat.

[OSX]

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

...Pole päris nii lihtne et aga vaatame seadme väljundit ja tarkus tuleb. Vahel on hea ka näha ettepoole DACi ja selleks annavad editorid ja analüsaatorid väga hea võimaluse. Pole nende graafilised võimed ka nii väga nadid midagi et neid üldse usaldada ei tohi (ma küll Audacity olemust ei tea). On ju sellised editore kus editeerimine käibki visuaalse kujutise kaudu, kui need paneksid väga metsa oma pildiga siis neid asju lihtsalt ei eksisteeriks.
Kui me teame milline on signaal enne DAC'i ja ka pärast DAC'i on ülevaade olukorrast palju täpsem.

[madis64]

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

On ju sellised editore kus editeerimine käibki visuaalse kujutise kaudu, kui need paneksid väga metsa oma pildiga siis neid asju lihtsalt ei eksisteeriks.

Võimalik, ju siis nendes töövahendites on ka signaali visuaalkujutamisahelasse panustatud. Tundub, et Audacity jaoks ei ole see olnud prioriteet number üks.

Kui me teame milline on signaal enne DAC'i ja ka pärast DAC'i on ülevaade olukorrast palju täpsem.

Jah, kuid DAC paikneb ju helikaardil, mille (draiveri) omadustest Audacityl täielikku (piisavalt adekvaatset) ülevaadet ei ole nii et paratamatult ta üritab lõpptulemust (analoogsignaali) "ette kujutada vastavalt kodeerija võimekusele ja viitsimisele".

Pika jutu lõpetuseks - iga nõukogude insener õppis omal ajal selgeks, et tõe kriteerium on praktika ning et mõõtmine ja posimine on kaks eri asja ;-) .

[moi]

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

Ma sooviks mõnda konkreetset näidet AD kivi kohta, kus on multi-bit muundamine (s.t. delta-sigma leiab aset) ja samas ei ole noise shapingut rakendatud.

Mis si*asti see uuesti.
Kõige täpsemini annab selle mõtte, mida üritasin kirja panna edasi ehk see: SDM AD muundurid, kus noise shapingu müra on viidud kõrgemale kui lõpliku digi signaali Fs/2. DSD-s on noise shapingu müra tase väga kõrge ka alla Fs/2 aga ta on küll viidud välja põhilisest helisageduse vahemikust.