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

[moi]

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

Kõige (mitte ainult madalate) täpsem kirjeldus on kaasnev boonus.
...
Tõesti, reeglina kivi tasemel DAC ei tee praktiliselt kasulikku interpoleerimist, aga mitte seepärast et seda vaja pole, vaid seetõttu et selleks puuduvad kivis ressursid. Selle ressursi puudumise kompenseerimiseks ongi parem kasutada suurema sampleratega signaali. Reeglina (vaid väheste eranditega) interpoleeritakse DACis signaali vaid S/H ehk ZOH tasemel, see on tegelikult sample and hold - ehk et lihtne staircase on väljundiks. Need vähesed mis teevad interpoleerimist teisti, teevad seda kahepunkti süsteemis mis annab tulemuseks lineaarse interpoleerimise mõõtepunktide vahel... Nüüd ehk saad aru miks Phasure NOS1 kasutab spets FPGA protsessorit et arvutada täpsemalt välja mõõtepunktide vahesid, miks PCM-to-DSD softikonversioon võtab niipalju ressurssi... sellist jõudlust pole ei tänastes DACides ega ka SAA7030 kivis aastast 1982.

Absoluutselt vale arusaam. Kui näiteks 15 kHz siinus on kirjeldatud 44 kHz kvantimissagedusega, siis on tema teoreetiline THD digi poolel umbes -100dB, täpselt sama ka 192 kHz kvantimissageduse korral on 15 kHz siinuse teoreetilien THD umbes -100dB. Mingit parenemist ei toimu kvantimissageduse suurendamisega. Ei ole ka vaja teha mingit interpoleerimist mõõtepunktide vahel, piisab igasguse protsessimisvõimsuseta NOS DACist, sest kõik alla Fs/2 sagedused on juba täpselt kirjeldatud.
Väga pikalt ei otsinud aga ei leidnud midagi konkreetset, mida Phasure NOS1 oma FPGA-s tegelikult teeb.

[OSX]

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

Mitu mõõtepunkti on 15kHz siinusel 44,1kHz; 192kHz või DSD128 korral? Ja kas muusikaline signaal umbes sagedusel 15kHz on üldse korrapärane siinus (mis siinusena on väga etteaimatav aga muusikalise signaalina vist mitte)?

...Ilmselt pole mõtet FPGA'ga teha sama mida 10 sendise DAC kiviga...

[Vinyylimees]

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

Huvitav on see, et Nyquisti teoreemi järgi peab sämplimissagedus olema kaks korda kõrgem maksimumsagedusest...selge võib-olla töötab kaa. Digi ostsilloskoopide maailmas aga soovitatakse miskipärast huvitavat erandit - sämplimissagedus peaks sisendsignaali maksimumsagedusest olema kümme või rohkem korda kõrgem, et ei tekiks moonutusi. Huvitav, kuidas selline asi seal on hoolikalt uuritud ja audiomaailmas ei taha kuidagi sämplimissagedus tõusta?

https://physics.wustl.edu/classinfo/321/Pdf/ScopeAliasing.pdf

[moi]

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

OSX-le.

Sa ei saa ikka kudagi aru Nyquisti teoreemi olemusest. Kõik sagedused, mis on madalamad kui Fs/2, saab täpselt kirjeldada Fs kvantimissagedusega digitaalselt olgu nad üksiku siinusena või koos mitme muu teise siinusega. See mitu mõõtepunkti on 15 kHz siinuse kirjeldamiseks ei mängi pilli nii kaua kui see 15 kHz on all Fs/2. Ka ei mängi mingit rolli, kas signaal on siinus või mitte, kõike saab täpselt kirjeldada, kui ükski signaali komponent ei ole suurem kui Fs/2.
DSD puhul on asi natuke keerulisem, sest tema kvantimissagedus ei ole nii lihtsalt määratav tänu väga tugevale muundamisel, kui PCM puhul aga ka seal on olemas mingi Fs/2 mille järgi ka DSD läheb selle sama Nyqvisti teoreemi alla.

[moi]

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

Huvitav on see, et Nyquisti teoreemi järgi peab sämplimissagedus olema kaks korda kõrgem maksimumsagedusest...selge võib-olla töötab kaa. Digi ostsilloskoopide maailmas aga soovitatakse miskipärast huvitavat erandit - sämplimissagedus peaks sisendsignaali maksimumsagedusest olema kümme või rohkem korda kõrgem, et ei tekiks moonutusi. Huvitav, kuidas selline asi seal on hoolikalt uuritud ja audiomaailmas ei taha kuidagi sämplimissagedus tõusta?

https://physics.wustl.edu/classinfo/...peAliasing.pdf

Kindlasti töötab, mitte võibolla, Nyquisti teoreemi järgi.
See digi skoopide soovitus on ilmselt seotud sellega, et sellisel 10-kordse sageduse tingimusel on analoog osa lihtsam ehitada, oss on ikkagi mõõteseade ja tema täpsus peab vastama mingitele ette antud suurustele, seal ei saa läbi selliste umbkaudsete numbritega nagu audios antakse, et ASK ebaühtlus sagedusribas -2/+3 dB jne. Teine põhjus on ilmselt see, et ei ole olemas piisavalt kiireid protsessoreid piisavalt väikse raha eest, mis suudaks reaalajas nii suure sagedusega infot töödelda.
Kolmas võimalus on, et reaalset seda soovitust ei järgita, näiteks selline aparaat http://www.rigolna.com/products/digi...1000e/ds1052e/
mille sagedusriba on tootja andmetyel 50 MHz on ehtiatud 100 MHz ADC kividega.

[redart]

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

Ehk siis, moi. 22KHz saehammas on 44,1KHz sämplimissagedusega ossi ekraanil terava hambaga, ningilmselt siis peale PCM ADDA protsessi DA väljundis ka. Kas ma sain õigesti aru Nyquistist?

[moi]

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

Kas sa suudad teha saehammast, mis on 22 kHz sagedusega ja kus ei ole ühtegi üle 22 kHz sagedust sees? See pole lihtsalt võimalik, sest 22 kHz sagedusega signaal, kus ei ole sees ühtegi üle 22kHz komponenti ei ole saehammas vaid puhas ilus 22 kHz siinus ja see tuleb 44,1KHz PCM ADDA protsessist ilusti läbi.

Leidisn muide veel ühe PC digi ossi, mille sagedusriba on 20 MMz ja kus on sees 20 MHz ADC1173,

http://www.bitscope.com/product/BS05/

[redart]

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

No just. Ehk siit tulebki vastuolu - da muundamisel lähtutakse eeldusest, et signaal on alati siinuste summa ja piirsagedus on füüsiliselt kõrgeim sagedus millega saab siinus olla. Kui ta ei ole, olles piirsagedusel, enam siinuse kujuga, siis teda saab lahutada kõrgema sagedusega siinuskomponentideks. Teisisõnu. Lõpmatult terava hambaga kolmnurksignaal sisaldab lõpmatult kõrge sagedusega siinust. Mis võib olla okei audioprotsessingus, eeldades et kogu see kuulmisfüsioloogiline taust pädeb millel Nyquisti rakendamine baseerub, ärme seda hetkel challenge. Aga nüüd teine pool. Keeleliselt on täiesti korrektne väita "megahertsine binaarsignaal" või "kolme megahertsine saehammas" vms. Ja sealjuures peetakse silmas signaali täisamplituudi sagedust, kuid samas tõenäoliselt tahetakse ossiga vaadelda signaali kuju, perioodi algust, lõppu, põlvi jne. Ehk see ei ole koht, kus Nyquist kapist välja lasta. Ja soovitus võtta kiirem oss on ainuke mõistlik soovitus. Nii palju kiirem kui täpselt on vaja seda signaali kuju näha.
PS Ühtlasi vabandan audioteemas kohatu arenduse pärast.
PPS ühtlasi oleks huvitav arutleda ka kuulmisfüsioloogia üle, et kas tigu "lahutab kõik siinusteks" ehk reageerib siinusele kuidagi erinevalt kui muu kujuga signaalile. Aga ma ei tee seda, see ei vii kuhugi, kui me just ei hakka üksteisel kolpasid lõhestama ja kuulmisorganeid lähemalt vaatlema

[Vinyylimees]

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

Muusika ei ole puhas siinus seega Nyquist ei ole väga hea lahendus ning ikkagi on vaja kõrgemat sämplimissagedust kui see pisku 44,1. Instrumentide kõla muudab see üks jagu, missugused harmoonilised seal on ja kui hästi nad kogu helisüsteemist läbi tulevad või ei tule.

Isegi siinussignaali puhul on ju Nyquisti puhul oht, et kui sagedus ei ole täpne, mida ta tegelikult kunagi ei ole, siis osad sämplid ei satu amplituudi tippudele ning ka interpolatsiooniga koos ei pruugi saada algset signaali. Eriti pahaks kisubki asi ilmselt muusikas sisalduvate harmooniliste puhul, mis on komplekssed, moduleerivad veel omakorda üksteist ning on väga tihedalt kõrvuti kaa veel - loomulik, et selle kompoti täpseks mõõtmiseks oleks vaja pisut rohkem kui maksimum sagedus * 2.

[OSX]

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

redart, pole siin miskit vabandada, kõik mis aitab mõtteid edasi, on abiks.

Mis aga puutub DSD "väga tugevasse muundamisse" siis küsin sinult moi kui endast targemalt - mida seal siis muundatakse nii tugevalt? Mis kujule siis muundatakse? Miks ei saa DSD puhul "kvantimissagedus" olla konkreetselt määratav? Sagedus on ujuma pandud? Seni on mul ja mõnel veel arvamus et DSD sagedus on ikka täpselt teadaoleva väärtusega, näiteks 2,8224MHz või 5,6448MHz... Ainult et seda ei nimetata tavaliselt mitte kvantimissageduseks vaid moduleerimissageduseks, kuna kasutatakse delta-sigma modulaatorit.

See mida sa Sulo loengust välja tood, tekitab minus ka küsimusi, kindlasti on see seotud minu ebapädevusega, aga kuidas see siis on - täielikult kirjeldatud signaal ja siis saab sellest veel arvutada 100% täpsust, mitu protsenti täpsust siis see täielikult kirjeldatud signaal on?

kui signaal mahub Fs/2 reegli alla, siis on signaal digis täielikult kirjeldatud ja kui väga tahta, saab selle signaal 100% täpsusega välja arvutada ka sämplite vahel.

Kui saab siis miks seda peaaegu üldse ei tehta? Pole vaja, ei taheta väga? Miks siis see heli nii shitasti välja kukub kui vaja pole? Olen suhelnud stuudiomeestega kes on leidnud et alles DSD salvestuse kasutuselevõtuga kuulevad nad samasugust heli salvestuselt kui salvestuse ajal konsoolist...

[moi]

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

. Lõpmatult terava hambaga kolmnurksignaal sisaldab lõpmatult kõrge sagedusega siinust. Mis võib olla okei audioprotsessingus, eeldades et kogu see kuulmisfüsioloogiline taust pädeb millel Nyquisti rakendamine baseerub

Ka analoog audioprotsessingus on alati olemas ülemine piirasgedus, selles mõttes ei lähe ka sealt terava hambaga kolmnurksignaal läbi. Küsimus ongi selles, et kas kasutataval digitaalsel formaadil on piisavalt kõrge Nyquisti sagedus, et midagi vajalikku kaduma ei läheks .Minma arvan, et 44 kHz on natuke madal, 96 või 192 on juba palju parem.

Muusika ei ole puhas siinus seega Nyquist ei ole väga hea lahendus ning ikkagi on vaja kõrgemat sämplimissagedust kui see pisku 44,1. Instrumentide kõla muudab see üks jagu, missugused harmoonilised seal on ja kui hästi nad kogu helisüsteemist läbi tulevad või ei tule.

Isegi siinussignaali puhul on ju Nyquisti puhul oht, et kui sagedus ei ole täpne, mida ta tegelikult kunagi ei ole, siis osad sämplid ei satu amplituudi tippudele ning ka interpolatsiooniga koos ei pruugi saada algset signaali. Eriti pahaks kisubki asi ilmselt muusikas sisalduvate harmooniliste puhul, mis on komplekssed, moduleerivad veel omakorda üksteist ning on väga tihedalt kõrvuti kaa veel - loomulik, et selle kompoti täpseks mõõtmiseks oleks vaja pisut rohkem kui maksimum sagedus * 2.

Jälle tuleb tulla tagasi alguse juurede, ningit interpolatsiooni ei ole vaja teha ja mingeid sämplite amplituudi tippudessa ajamist ei ole vaja teha digitaalse signaali puhul, kui ülemine piirsagedus on väiksem kui pool Nyquisti sagedust. Kui see tingimus on täidetad, saab suvalise kujuga signaali DA muundamisel tagasi, see on fakt, millele pole mõtet vastu vaielda. See PDF, mille sa eespool panid on eksitav ja ei käi otseselt digitaalse signaali kui sellise, vaid tema kujutamise probleemide kohta ossi ekraanil. Veel see, et iga suvalise kuhuga signaali saab lahutada siinuste summaks, selles mõttes ei ole vahet, kas rääkida siinustest või mingist kompleksemast signaalist.

Mis aga puutub DSD "väga tugevasse muundamisse" siis küsin sinult moi kui endast targemalt - mida seal siis muundatakse nii tugevalt? Mis kujule siis muundatakse? Miks ei saa DSD puhul "kvantimissagedus" olla konkreetselt määratav? Sagedus on ujuma pandud? Seni on mul ja mõnel veel arvamus et DSD sagedus on ikka täpselt teadaoleva väärtusega, näiteks 2,8224MHz või 5,6448MHz... Ainult et seda ei nimetata tavaliselt mitte kvantimissageduseks vaid moduleerimissageduseks, kuna kasutatakse delta-sigma modulaatorit.

Sealt DSD muundusest ei saa väga selgelt seda Nyquisti kätte, kuna modulaator pole klassikaline AD muundur, kus mingi ajaühiku tagant fikseeritakse signaali nivoo digitaalselt. DSD protsess oleks nagu iseenesest lihtne aga selle matemaatika on palju keerulisem kui PCM muundusel, see oli see minu mõte. Kui keeruline või milline täpselt, pole mul veel õnnestunud üheselt selgusele jõuda. Kui eespool läbi käinud pilte vaadata, siis andmemahu järgi on nii DSD 2,8224MHz kui DSD 5,6448MHz lähedased 26/192 PCMile, aga erinevus on selles, et kui rahulduda vähema bitilise amplituudiga, siis saab oluliselt kõrgema sagedusega signaali läbi lasta, selles mõttes oleks tegu nagu ujuva Nyquisti sagedusega. Kuigi moduleerimise sagedus ei muutu, on tulemus selline, nagu oleks klassikaline DA muunduse Fs muutuv.

See mida sa Sulo loengust välja tood, tekitab minus ka küsimusi, kindlasti on see seotud minu ebapädevusega, aga kuidas see siis on - täielikult kirjeldatud signaal ja siis saab sellest veel arvutada 100% täpsust, mitu protsenti täpsust siis see täielikult kirjeldatud signaal on?

Kui saab siis miks seda peaaegu üldse ei tehta? Pole vaja, ei taheta väga? Miks siis see heli nii shitasti välja kukub kui vaja pole? Olen suhelnud stuudiomeestega kes on leidnud et alles DSD salvestuse kasutuselevõtuga kuulevad nad samasugust heli salvestuselt kui salvestuse ajal konsoolist...

Sulo loengus oli jutt sämplite vahelistest signaali nivoodest, mida saab välja arvutada aga mida pole vaja DA muundusel välja arvutada. Muundus toimub alla Fs/2 signaalidega täpselt ilma sämplite vahelisi väärtusi vajamata. See on näppude peal seletamiseks liiga abstraktne aga nii Nyquist väidab ja siiani on see vett pidanud.

[OSX]

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

Tekib huvitav olukord - teadja ütleb et interpoleerimist pole vaja sest signaal on digis täielikult kirjeldatud ja peale selle saab tahtmise korral sinna otsa veel 100% täpsust (juurde?) arvutada. Kui vaatame toodetud DAC kive, siis kahe erandiga sisaldavad kõik audios kasutatavad DAC'id millegipärast igal juhul interpoleerimisastet (primitiivset küll aga siiski). Kuidas seda seletada?

Kui 44,1kHz kirjeldab kenasti kõik audio ära, siis mis kasu on 192kHz Fs'ist?

Millest moi vähema bitilisusega oluliselt kõrgemat signaali läbi laseb, AD muundurist? Sisendmodulaatorist (kui seibideks minna)? Detsimeerimisest? 26/192 PCM - what is that? DSD64 on mahult rohkem nagu 24/88,2 klassis olnud, millest ta kosuma hakkas? Kas DSD on üldse andmemahu järgi võrreldav...? Kui, siis mille alusel? Milline on klassikaline AD muundur, millest DSD muundus oluliselt erineb? See mind huvitaks. Nagu ka ujuv Nyquisti sagedus, seda ma pole tõesti kohanud.

[moi]

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

See kui sämplite vahel väärtused saab välja arvutada on olemasolev võimalus, seda võimalust pole aga vaja DAC muundamisel rakendada. Täpsust juure ei saa, sest kõik alla Fs/2 signaalid on juba täpselt kirjeldatud ilma sämpite vahelisi väärtusi välja arvutamata ja kasutamata.
Mis DAC kividest sa räägid? Neid mis interpoleerimist ei kasuta on palju ja need mis kasutavad intrepoleerimist, seal on see interpoleerimine vajalik oversamplimise tõttu. NOS DACides ei ole interpoleerimist vaja.

44.1 kHz kirjeldab kõik kuni 22.05 kHzini kenasti ära, kui on tunne, et on vaja suuremat ribalaiust, siis tuleb kasutda 192kHz või muid sämplimissagedusi.

Selle viimase lõigu selgitamiseks peab ühte varasemat pilti vaatama. See on SNR pilta ja digis tuleneb sellest see sama, mida kirjutasin, et kõrgemal sagadusel väheneb DSD signaali efektiivne bitilisus. DSD SNR väheneb ülevalt poolt 20 kHz ja 40 kHz ning see tähendab, et sealt kõrgematel sagedustel ei ole signaali enam nii suure bitilisusega võimalik kirjeldada, suur hulk bitte upub mürasse.
Sidekanali (või ka AD-DA protsessit läbi mahtuva signali) andmemaht on võrdeline SNR ja ribalaiuse korrutisega ehk allpool olevate joonte peale jäävate pindaladega, sealt ka need võrdlused, et DSD 2,8224MHz ja DSD 5,6448MHz on lähedased 24/192 PCMile. Seda juba kirjutasin, et DSD modulaatori sagedus ei muut aga SNR järgi on tulemus selline nagu Fs ujuks, tegelikult on see tugeva noise shapingu tulemus.




26/192 asemel palun lugeda 24/192.

Klassikaline AD muundur pole muidugi õnnestunud väljend, oleks pidanud kirjutama multi-bit muundur, kus ei kasutata noise shapingut, jälle kiirustasin.

[OSX]

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

Klassikaline AD muundur pole muidugi õnnestunud väljend, oleks pidanud kirjutama multi-bit muundur, kus ei kasutata noise shapingut, jälle kiirustasin.

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.

[redart]

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

Sidekanali (või ka AD-DA protsessit läbi mahtuva signali) andmemaht on võrdeline SNR ja ribalaiuse korrutisega ehk allpool olevate joonte peale jäävate pindaladega, sealt ka need võrdlused, et DSD 2,8224MHz ja DSD 5,6448MHz on lähedased 24/192 PCMile. Seda juba kirjutasin, et DSD modulaatori sagedus ei muut aga SNR järgi on tulemus selline nagu Fs ujuks, tegelikult on see tugeva noise shapingu tulemus.

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.

Kas ja kuidas see kuuldav on , on jällegi üks teine stoori. Võib mõelda näiteks teemadel:
- kui kõrv/aju mingil moel tuvastab kõrgemaid sagedusi, olgu siis läbi faasierinevuste vms
- kas kõrv eristab kuulmise juures oma piirsagedusel signaali kuju;
- kui kitsaks aheneb kuulmise dünaamika kõrgetel sagedustel (kui sealt mingil moel üldse midagi taujutakse)
jne