Dinamični razpon vseh digitalnih formatov, vključno z DSD - miti in resničnostjo (Koristne informacije (informacije)) | Nasveti za izbiro najboljših izdelkov in storitev.

Upoštevajte takšne značilnosti, kot so: resnični dinamični razpon za formate DSD, fazni hrup in napake vzorčenja za vse digitalne formate na splošno.

Značilnosti opreme za reprodukcijo zvoka pogosto vključujejo take lastnosti, kot so:

Dinamični in frekvenčni razpon
Razmerje signal / šum
Itd.

A veliko je zamujenega.

Cene kakovostnih slušalk za glasbo (v letu 2019):

Vsebina:

Kaj je diskretnost;
Format CD in z njim povezani formati Flac - resnični dinamični razpon;
Rezultat čistosti snemanja v formatu CD;

Diskretizacija v Flac;
WAVE formati z izjemno visoko stopnjo vzorčenja;

Diskretizacija formata DSD;
DSD z višjimi stopnjami vzorčenja;

Povzetek, 3 pomembni zaključki in bistvo članka;

Kaj je diskretnost

Vzorčenje diskvalizira signal skozi čas (za razliko od kvantizacije, ki diskrecira amplitude signalov). Vsi vedo, kakšna je bitna globina zvoka in DAC-ov (ADC). Večja je bitna globina zvočnih informacij in DAC (ADC), višja je: kakovost, boljši dinamični domet in razmerje med signalom in šumom..

Wikipedija - diskretnost;

Malo ljudi misli, da kvantizacija na časovni osi, ali bolje rečeno - diskretnost, prav tako prispeva k dinamičnemu razponu in prinaša digitalni hrup (o tem se v omrežju malo piše).

Napaka vzorčenja je v tem smislu podobna napaki kvantizacije - višja je frekvenca vzorčenja in s tem, več informacij za digitalno predstavitev signala, boljša je kakovost. Najpogosteje so ljubitelji glasbe omejeni le na informacije o (teoretičnem) frekvenčnem območju, vendar zaman! =)

Format CD-ja in sorodni formati Flac - dinamični razpon

Najprej si oglejmo vaš najljubši format CD-ja in z njim povezane formate Flac.. Dinamični razpon se izračuna zelo preprosto - 6dB na 1 bit informacij, pri čemer se v teh oblikah uporablja modulacija impulzne kode. Pri kompaktnem disku je tako dinamični razpon 16bit x 6dB = 96dB. V skladu s tem je velikost napake kvantizacije enaka vrednosti najmanj pomembnega bita, za 16-bitni dinamični razpon pa bo digitalni (teoretični) hrup kvantizacije -96dB. Preučili smo kvantizacijo amplitude in to niso vse značilnosti digitalnega zvoka.

V svojih prejšnjih pregledih sem že govoril o težavah, povezanih z diskretizacijo zvoka na CD-ju in njegovim resničnim frekvenčnim območjem. Naj vas spomnim. Obseg CD-jev (teoretičen) je 20Hz-20,000Hz.

Z nižjimi frekvencami je vse v redu. Težave nastanejo pri digitalizaciji visokih frekvenc. Dejstvo je, da bo obdobje največje (po teoremu Kotelnikov-Shannon ali znano kot "Nykvistova frekvenca") frekvenco 22050 Hz zabeleženo v samo dveh števkah. To je frekvenca vzorčenja, ki je enaka 44100Hz CD-ju. Če primerjamo količino razpoložljivih informacij za snemanje največje frekvence 22050 Hz in minimalne frekvence za CD 20 Hz, pride na vrsto zelo pomemben in preprost zaključek - različne frekvence so posnete z različno kakovostjo.

Jasno je tudi, da če se nižja frekvenca posname z visoko kakovostjo, potem bodo višje frekvence, povsem logično, posnete s slabo kakovostjo. Vprašanje je le, kako slaba je ta kakovost..

Za izračun količine vzorčevalnega hrupa je primerna formula iz količinske ocene hrupa. Najprej morate vedeti vrednost obdobja (celo število) želene frekvence in izračunati potrebno število bitov, ki kodirajo fazo frekvence. Spodnja tabela prikazuje frekvence z zmanjšanjem oktave in najnižjo frekvenco (kodirano, kot se spominjamo s presežkom kakovosti), nato sledi obdobje vsaj 2p, v nadaljevanju število informacijskih enot, ki kodirajo eno frekvenčno obdobje, in potrebno bitno globino za kodiranje enega obdobja pri tej frekvenci vzorčenja (omejitev števila bitov na fazo je samo frekvenca vzorčenja). Na koncu dobimo, kar potrebujemo - vrednost (teoretično) faznega hrupa (napaka vzorčenja) za določeno frekvenco:

CD 44100 Hz 16bit

22050 Hz 2p (1b) -6dB
11025 Hz 4p (2b) -12dB
5512 Hz 8p (3b) -18dB
2756 Hz 16p (4b) -24dB
20 Hz 2205p (11b) -66dB

Torej, vrednosti vzorčenja hrupa odkrito odvračajo =). Ni razlog za to, da proizvajalci opreme teh lastnosti sploh ne navajajo..

Skupna čistoča CD-jev

V formatu CD so posneti samo nizke frekvence z razmerjem med signalom in šumom pod približno -45 dB. Povprečna vrednost bo zabeležena že z visoko stopnjo faznega hrupa. Pri visokih frekvencah praktično nič ne ostane ... Naj vas spomnim, da je kvantizacijski hrup samo -96dB tisto, kar proizvajalci opreme navajajo v opisu formatov.

Poglejmo, kaj imamo z formati z visoko ločljivostjo, začnimo s Flac:

Flac 96000 Hz 24 bit

24000 Hz 4p (2b) -12dB
12000 Hz 8p (3b) -18dB
6000 Hz 16p (4b) -24dB
3000 Hz 32p (5b) -30dB
20 Hz 4800p (13b) -78dB

Flac 192000 Hz 24 bit

24000 Hz 8p (3b) -18dB
12000 Hz 16p (4b) -24dB
6000 Hz 32p (5b) -30dB
3000 Hz 64p (6b) -36dB
20 Hz 9600p (14b) -84dB

Vidimo, da z večjo frekvenco kakovost postaja boljša, vendar ne za veliko.

Poleg tega razmislite o nekaj WAVE formatih z zelo visoko hitrostjo vzorčenja

WAVE 384000 Hz 32 bit

24000 Hz 16p (4b) -24dB
12000 Hz 32p (5b) -30dB
6000 Hz 64p (6b) -36dB
3000 Hz 128p (7b) -42dB
20 Hz 19200p (15b) -90dB

WAVE 768000 Hz 32 bit

24000 Hz 32p (5b) -30dB
12000 Hz 64p (6b) -36dB
6000 Hz 128p (7b) -42dB
3000 Hz 256p (8b) -48dB
20 Hz 38400p (16b) -96dB

Rezultati so že veliko boljši, vendar še vedno niso popolni. =) Jasno je, da formati z ultra visokimi frekvencami še vedno niso na voljo skoraj vsem.

DSD format

Zdaj pa bodimo pozorni na najbolj kontroverzni in po kakovosti kakovostni format DSD, ki se uporablja v SACD. Najprej se tukaj ne uporablja impulzna modulacija, ampak gostota-impulzna modulacija. To pomeni, da je celoten signal v amplitudi in času kodiran s tokom enobitnih vrednosti..

Iz tega sledi, da je kvantizacija simetrična za diskretizacijo, zato bo kvantizacijski hrup enak vzorčevalnemu hrupu. Zanima nas tako tisto kot drugo (v tem primeru gre za eno velikost).

Torej začnimo ... DSD

DSD64

2.822.400 Hz 1 bit
22050 Hz 128p (7b) -42dB
11025 Hz 256p (8b) -48dB
5512 Hz 512p (9b) -54dB
2756 Hz 1024p (10b) -60dB
20 Hz 141120p (18b) -108dB

Rezultati izračuna so impresivni - to je res kakovostna oblika! Pri visokih frekvencah je razmeroma nizka raven hrupa, pri srednjih frekvencah je ta indikator še boljši, pri nizkih frekvencah pa je kakovost na splošno neprimerna. Pri visokih frekvencah začetni format DSD za seboj pušča celo WAVE 768.000 Hz!.

Še vedno je treba upoštevati obliko DSD z višjimi stopnjami vzorčenja

DSD128

5.644.800 Hz 1 bit
22050 Hz 256p (8b) -48dB
11025 Hz 512p (9b) -54dB
5512 Hz 1024p (10b) -60dB
2756 Hz 2048p (11b) -66dB
20 Hz 282240p (19b) -114dB

DSD256

11.289.600 Hz 1 bit
22050 Hz 512p (9b) -54dB
11025 Hz 1024p (10b) -60dB
5512 Hz 2048p (11b) -66dB
2756 Hz 4096p (12b) -72dB
20 Hz 564480 (20b) -120dB

DSD512

22.579.200 Hz 1 bit
22050 Hz 1024p (10b) -60dB
11025 Hz 2048p (11b) -66dB
5512 Hz 4096p (12b) -72dB
2756 Hz 8192p (13b) -78dB
20 Hz 1128960p (21b) -126dB

Iz tabele je razvidno, da je povečanje frekvence v formatu DSD smiselno za kakovost visokih frekvenc (spodnje se beležijo s presežkom kakovosti).

Rezultat:

Proizvajalci opreme za reprodukcijo zvoka navajajo dinamično območje kvantizacije, povezano razmerje signal-šum in ne kažejo obsega faznega hrupa (napaka vzorčenja).
Drugi sklep. Navedeni formati visoke zmogljivosti z modulacijo impulzne kode so delno mit.
In nazadnje - DSD formati imajo res kakovostno prednost pred standardnimi formati.

V prihodnosti bodo verjetno z nadaljnjim razvojem digitalne elektronike na voljo avdio formati z zelo visoko hitrostjo vzorčenja in nizkim faznim šumom, vendar za zdaj izbira ni prav velika in pozornost je treba nameniti DSD. Seveda to ni oglas za DSD in SACD =), ampak izbira je vaša.