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

[moi]

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

Ega ma ei üritagi surnud hobust peksta vaid näidata, et asi on keerulisem natuke kui üldiselt arvatakse. Ülesse upitamine see ka ei ole kuna siin läbi käinud dithering ja piiratud ribalaius on igapäevaselt ammu ja pidevalt kasutuses, on nii et sa ei pruugi isegi teada. Oversamplin, upsampling ja delta-sigma DACid näiteks, kõik kasutusel ka 24 biti puhul.

[OSX]

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

--- dithering ja piiratud ribalaius on igapäevaselt ammu ja pidevalt kasutuses, on nii et sa ei pruugi isegi teada. ---

Jah siin pean nõus olema. Seda tehakse endale aru andmata ja ka aru andes, kuulaja kellele materjal nagu mõeldud on - on reeglina täiesti teadmatuses nii või naa.
Asjaolu et kõik nii teevad ei anna aga mulle küll mingitki õigustust seda heaks kiita. Kindlasti ollakse sellest ka mujal aru saadud, kuid majanduslik masinavärk on orienteeritud tegelikult just selle "surnud hobuse" (=CD) peksmisele, kuniks teda veel jätkub.

Selle teema käigus tehtud katsete valguses peab nentima et 16bit vs 24bit küsimus on märksa tähtsam kui see kas fs on 44,1kHz või 192kHz. Ma tegelikult tegin terve testsignaalide seeria kus on kombinatsioonid ka 16biti ja kõrgemate sagedustega ning neid vaadeledes selgus et moonutustele kuuldavas alas polnud vahet kas fs oli 44, 88, või 192kHz. Oluline vahe tuleneb aga just bitisügavusest.
Kõrgem fs teadagi annab juurde sagedusulatust, kuid selle esitusele seab kellegi konkreetne aparatuur alati mingi piirangu, st et isegi kui me kõrvadega ei kuule aga mingil põhjusel naharetseptorite kaudu saame kõrvade ulatusest kõrgemaid signaale vastu võetud, peab siis ka leiduma selline seade mis neid reaalselt ikka esitab.

Siit järgmine küsimus aga puudutab juba seadmete analoogosa - kas need on üldse võimelised nii väikeste moonutustega töötama et 16bit vs 24bit vahe ka reaalselt väljundsignaalis avalduks?
Mõni kindlasti, mõni kindlasti mitte.

[moi]

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

Kuskil http://www.diyaudio.com peal üks üsna hästi asjadega kursis olev tegelane (nimi ja täpne koht ei tule meelde) avaldas arvamust, et umbes 18-20 bit on reaalne maksimum mida koduses (ja ka profi) elektroonikas analoog osa edasi suudab anda, sealt kaugemale on vaja juba väga spets lahendusi ala -1xx kraadile jahutatud võimendid.

[OSX]

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

Külmutatud võimendid...

Pagan, pole nagu poes märganud, ka mitte netis, pigem meenuksid nagu jutud kuidas näiteks transistorvõimendi alles teatud temperatuurini soojenedes saavutavad oma parameetrid jne.

Külmutamine vast sagedusriba ei muuda. Mida ta siis muudab? Moonutusi? Mürataset? ... Jah, mürataset äkki mõjutaks.

Äkki aga on need külmast tingitud madalamad siirdemürad võrreldes "keedetud" võimendiga sedavõrd vähe erinevad et me nende erinevust ei kuule?

Mul on juhtumisi üks vanakooli DAC mis just parajasti kuni 20bitise suutlikusega. Vaatame mis see analoogis välja annab.
16/44 1kHz -1dB signaaliga on THD 0,00285%, SNR 89,901dB. See oleks ehk väiksem umbes 10dB kui poleks paari häirivat piiki spektris.
16/48 samasuguse signaaliga on THD 0,00369%, SNR 88,6dB, seekord on neid piigikesi rohkem.
24/44 sisendisse lastes kasutab ta ära küll ainult 20bitti, nendest siis tulemus THD 0,00325%, SNR 88,649dB. Jah, piigikesed...
24/48 annab tulemuseks THD 0,00336%, SNR 88,72dB.

Kõlab aga seade kõrvale rahuldavalt. Üsna selline heal tasemel CD player heli järgi võttes. Kindel on aga et see masin küll ei võida 16bit vs 24bit teemast mitte midagi, vanale koerale uusi trikke ei õpeta...
Muidugi, siin peab arvestama ka sellega et toodud numbritesse jääb ka helikaardi sisendi moonutus.

Olukord muutub kui võtame ette mõne muu, võibolla kaasaegsema asjanduse.
Näiteks Juli@ helikaardi, milliseid mul on tükki kaks.
Nüüd saame 16/44 signaali analoogväljundis niisuguse: THD 0,00159%, SNR 95,879dB.
24/44 aga on selline: THD 0,00099%, SNR 98,457dB.

Mida siis nüüd arvata? Külmutamist ma ei teinud, järelikult suutis Juli@ niisamagi analoogväljundis esitada 24 bitist signaali paremini kui 16 bitist.
Kui aga astume sammu veel edasi, võtame signaali hoopis võimsusvõimendi väljundist siis saame sellest 24/44 signaalist tulemuseks THD 0,00268%, SNR 78,219dB. Signaal sai võetud võimendi kõrvaklapiväljundist, igasugu tilulilud on nagunii välja lülitatud ning Vol nupuga seadsin nivoo Juli@ sisendis umbes tasemele -1dB. Signaal aga pärines seekord hoopis dvda playeri analoogväljundist, milleks tegin need samad signaalid dvda plaadiks. Olgu mainitud siis ka dvda seadme näidud, need olid THD 0,00087% ja SNR 101,688dB, kuid lisaks peab veel arvestama et dvda väljund annab välja nõks vähem signaali, nimelt -1dB asemel on seal tase -6,96dB ning see pole reguleeritav, seega teoorias võiksid need numbrid veidike ilusamakski minna.Võimendi Vol nupp asetses 10ühiku skaalal 6,5 juures, nii kõvast ma reeglina ei kuula.


Ma ütleks et ei ole raske saada piisavalt adekvaatse kvaliteediga signaal kätte seadme pingeväljundist, kuid piduriks osutuvad võimendustega kaasnevad mürad mis halvendavad mürasuhet märgatavalt.
Analoogvõimendus väljub juba selle topicu raamest liiga palju, see oleks taas uut teemat väärt .

[moi]

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

Jahutamisega saadakse jah mürad alla.

Vaadates neid sinu mõõdetud SNR numbreid, on kõik alla 16 bit teoreetilise maksimumi.

Otsisini netist ka 36 biti DAC kiviga mängijate andmeid (ES9018), ega neid keegi eriti avaldada ei taha aga nende SNR jääb kuhugi 115dB juurde, mis on lähedane trikitatud 16 bit teoreetilisele maksimumile.
Kui vaadata näiteks Sabre 32 bit DACide andmeid http://www.esstech.com/index.php?p=products_DAC siis on näha, et DNR (peaks enam vähem sama olema kui SNR) on puhtal DACil kuni 135 dB (ES9018), nii aga kui DACil on analoog buffer küljes (ES9023) kukub DNR 112 dB peale. ES9018 ja ES9023 hinnavahe on muidugi ka umbes 30 korda ja odavamas pole ilmselt nii palju digi poolel trikitatud.

[freeze]

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

nikerdasin hex-is wav faili
lisasin veel ühe

[OSX]

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

Ma olen kindel et kodune kuulaja ei kasuta kunagi ära kogu seda dünaamikat mida pakub täna isegi CD. Kuid võit on mujal. Kasvõi seesama THD on näiteks samuti oluline. Näha on et 16bit wav on küllaltki moonutav üldse ilma digidomeenist lahkumata, ka seal püsides on tema moonutused suuremad kui mõne seadme analoogväljundi moonutused. Seda arvestades oleks kasvõi ainult 24bit 44,1kHz peale üleminek juba tõsine samm edasi.
CD signaaliga oleme ju sisuliselt formaadi kasutusvõimalused ammendanud. Ainult SNR ja sellega seotud DR on reaalses elus mõõtmistel kehvakesed. Aga kuulajani jõudev SNR või DR on nagunii pidevalt varieeruv suurus, sõltudes kuulamiskoha iseärasustest ja lõpetades kasvõi kuulaja enda tinnitusega.
Näiteks mind otseselt ei häiri et minu võimendi klapiväljundis võib olla SNR vaid ca -80dB lähistel. Rohkem häirib teadmine et see nii on. Kuid moonutused 0,01% või 0,0001% on olulised ka siis kui SNR oleks vaid -50dB juures...

[moi]

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

Kui väiksed need moonutused olid mida imimene on võimeline kuulma, kas mittes 0,01 % suuremad mitte ei pidanud olema?

[OSX]

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

Ma isegi ei hakka praegu otsima kas see piir on 0,01% või midagi muud.
Võibolla on mõnele uudiseks et digitaalsed formaadid on n.ö. "puhta" heliga vaid suht maksimaalsel nivool. Kui aga nivoo langeb?

Kui vahelduva dünaamikaga klassikalise muusika keskmine nivoo on umbes -20db ning nivoo miinimumid on kuni -30dB vaiksemad siis jääb meile minimaalseks tasemeks ca -50dB, mis vastab suht normaalse vinüüli võimalustele. CD testijad aga on vedanud mõõtmispiiri kaugemale alla, teevad seda tavaliselt tasemel -60dB. Ja kui mõõtsime sagedusel 440Hz igasuguseid asju siis lisan siia et 16bit 44,1kHz 440Hz tasemel -60dB digidomeenis moonutab... THD=1,22669%, SNR 39,332dB.

Kui me nüüd tõstamegi seda nivood natuke, nii 10dB, siis ega see moonutuste hulk nii drastiliselt ei vähene. Igatahes jäävad signaali enda moonutused kaugelt suuremaks kui 0,01%. Järelikult klassikalise muusika jaoks CD ei kõlba kuna selle zanri juures on vahel nivoo liiga vaikne, moonutused hakkavad olema kuuldavad.

Kuid 24bit 44,1kHz korral -60db taseme moonutused niisugused: THD=0,00444% ja SNR=88,384dB. Kui moi ütleb et inimene alla 0,01% ei kuule moonutusi siis on ju kõik päris hästi.

ESS Sabre teatab et tema tootel on moonutused tasemel -110dB vaid 0,0005%. See on tõesti hea tulemus.

Ma testisin ka seda mis juhtub kui 16/44 signaal mingitmoodi konvertida paremasse formaati - tulemus oli et algselt kehvema formaadi moonutused jäid ka uue parema formaadi korral alles. Seega saab ESS Sabre omanik oma toodet täiega nautida vaid siis kui ka salvestis on algusest lõpuni tehtud maksimumkvaliteedis, Sabre puhul siis 36bitisena.

[freeze]

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

jah õiged märkused

http://en.wikipedia.org/wiki/Loudness_war

http://www.youtube.com/watch?v=3Gmex_4hreQ

siiski saab cd-lt paremat heli aga kvantimismüra seab piirid
terve rida filtreid väljundis teevad muusikast nagu paberi seinal

[moi]

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

Kui vahelduva dünaamikaga klassikalise muusika keskmine nivoo on umbes -20db ning nivoo miinimumid on kuni -30dB vaiksemad siis jääb meile minimaalseks tasemeks ca -50dB, mis vastab suht normaalse vinüüli võimalustele. CD testijad aga on vedanud mõõtmispiiri kaugemale alla, teevad seda tavaliselt tasemel -60dB. Ja kui mõõtsime sagedusel 440Hz igasuguseid asju siis lisan siia et 16bit 44,1kHz 440Hz tasemel -60dB digidomeenis moonutab... THD=1,22669%, SNR 39,332dB.

Ära nüüd arva et ma eriline CD fänn olen aga kui palju on vinüülil selle -50 dB puhul moonutus? Pakun umbes, et vist suurem kui 1 %.
CD mängijate testidest mäletan mõõdetud -60 THD numbreid ka 0.4-0.2%, võibolla olid trikitatud numbrid.

[OSX]

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

aga kui palju on vinüülil selle -50 dB puhul moonutus? Pakun umbes, et vist suurem kui 1 %.
CD mängijate testidest mäletan mõõdetud -60 THD numbreid ka 0.4-0.2%, võibolla olid trikitatud numbrid.

Ja mis seos on vinüüli moonutusel mistahes tasemel mingi muu kandja või formaadiga?

Mina sain CD ehk 16/44 formaadi moonutused puhtalt digitaalses keskkonnas ilma ühegi A/D või D/A osaluseta, seega suhtun praegu sügava skepsisega väidetesse et 16/44 CD mängija väljundis saaks olla vähem moonutusi kui algses digisignaalis...

Iseasi on CE/A generaatori kvaliteet, mida tuleks kõrvutada millegi muuga lisaks.

[moi]

Sattus kätte üks raamat, kus korralik kirjeldus Philipsi ühest esimesest CD mängijast CD100 aastast 82. DAC on seal 14 bit TDA1540, filtriks SAA7030. Koos väikeste trikitamistega tuleb seal 14 biti puhul teoreetiline SNR 100,44 dB. 6,02x14+1,76+6+8,4; 6 dB tuleb juurde oversamplingu ja 8,4 dB ditheringi arvelt.

Ja mis seos on vinüüli moonutusel mistahes tasemel mingi muu kandja või formaadiga?

Seos on selles, et võimaldab hinnata, mida kõrv on võimeline kuulma või millega inimesed rahul on.

[OSX]

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

Seos on selles, et võimaldab hinnata, mida kõrv on võimeline kuulma või millega inimesed rahul on.

See asi jäi mulle hetkel veidi segaseks... Minu meelest saab mistahes allikaga hinnata mida kõrv kuuleb ja eriti millega rahul on... On see vinüüli 1% moonutust mingiks teenäitajaks?

Kas Philipsi raamat lisaks trikitamistele räägib ka midagi moonutustest madalatel nivoodel? Teoreetiline SNR üksi ei ole määrav.

[moi]

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

Raamat ei räägi praktilisest THDst aga teoorias on asi suht lihtne: signaali nivoo -SNR ongi THD.