Hej alle

Jeg har søgt en masse rundt på nettet og fundet en masse god information om digital lyd, men mangler dog at få svar på 2
spørgsmål:

1. En 16 bit CD fortæller information om "styrketrin" som kan have alle værdier mellem 0 og 65536 og det gør den 44100
gange i sekundet. Men hvad forstås ved styrketrin? Er det selve niveauet (dB) eller er det frekvensen/hz? Eller begge dele,
for begge dele skal vel bruges? Hvis f.eks. en kvinde synger, så skal man jo både vide hvilket toneleje hun synger i, f.eks.
2000 hz, og hvor højt hun råber/synger?

2. Hvis en CD indeholder disse informationer, hvad nytter det så at "upsample" det til f.eks. 24 bit / 384 khz som Cambridge
Azur 840C kan? Det kan vel ikke blive bedre en den information som ligger på CD'en til at begynde med, så hvorfor gå over
16 bit / 44,1 khz?

På forhånd tak...

Spændende - jeg følger lige med.

Ang spørgsmål to har jeg set en del på forumet der har netop samme pointe. De mener ikke at der er nogen grund/fordel i at upsample.

Hej

Hele ideen med at upsample signalet er at man fjerner de "skygger" som opstår i konverteringsprocessen, længere væk fra det hørbare område.

Reglen hedder at du altid skal benytte den dobbelte samplingsfrekvens af det du gerne vil sample på, dette kaldes Nyquist kriteriet.
Og da den menneskelige hørbare grænse er omkring 22khz, så ligger CD'ers samplingsfrekvens ved 44,1khz - den dobbelte frekvens.
Dog er problemet at selvom man overholder nyquist kriteriet, vil der stadig være "skygger" af det samplede signal som går ned i det hørbare område og forstyrrer.
Ved at upsample til feks 192khz eller højere fjerner man disse uønskede skygger længere væk fra det hørbare område og får derved en renere gengivelse af det konverterede materiale..

Håber det giver mening...  Det er en større omgang at gå dybere ned i det :-)


__________________
Pass Labs
Dali Epicon
Rega
Cambridge Audio
Musical Surroundings
Kharma
Van den Hul
Mogami

Jeg er enig med chubbz. Sådan som jeg forstår det er man nødt til at filtrere alt over nyquistfrekvensen væk når man konverterer til analog for at fjerne aliasing støj. Dette kræver et lavpas led. Ved at upsample kan man flytte nyquistfrekvensen længere ud i diskantområdet (frekvensmæssigt) og lave et tilsvarende lavpasfilter - på den måde undgår man at lavpas-filteret ødelægger mere end det gavner, da det nu kun er effektivt langt uden for det hørbare spektrum.

Man kan vel også sammenligne det lidt med billedbehandling og upscalere i DVD/Blu-ray-afspillere. De skal gøre kildematerialet blødt og behageligt at se på, selvom kildematerialet er af relativt lav opløsning.

Jeg er tilhænger af upsampling, men jeg er sikker på at man godt kan lave en fin løsning uden upsampling. Det vigtigste er vel at CD'er bliver upsamplet til produkter af 44100 Hz, f.eks. 88200 Hz eller 176400 Hz, tilsvarende at DVD-lyd (48 kHz) bliver upsamplet til f.eks. 96000 Hz eller 192000 Hz. I mange tilfælde bliver 44100 Hz upsamplet til 192000 Hz, f.eks. på min egen Cambridge DacMagic. Det er vel for at spare penge at den ikke upsampler til 176400 Hz på CD-materiale, hvilket jeg synes er en skam. Hvor meget forskel der vil være har jeg ingen ide om, men det ville være interessant at prøve.


__________________
Mit setup: Rega P9 pladespiller med Dynavector Karat 17D3, Rega Fono MC RIAA, Coda CSi Limited forstærker, Dali Mentor 2 højttalere og AKG K701 hovedtelefoner

Lyd er bølger. Hvis en bølge skal beskrives digitalt kan det gøres ved at angive bølgehøjde som funktion af tiden (PCM). Med 16 bit opløsning bruger man 16 bit til at angive niveauet til et bestemt tidspunkt. CDer er optaget som 16-bit PCM med en samplefrekvens på 44,1 kHz.

Hvis du f.eks forestiller dig en bold der flyder ovenpå noget vand med bølger på (lydsignal der skal optages), så kan du digitalt beskrive bølgeformen ved at måle hvor langt bolden er over bunden med et fast tidsinterval. Antallet af bit angiver hvor præcist bølgehøjden beskrives og samplefrekvensen afgør hvor tit du måler højden. Hvis f.eks bølgerne er mellem 0 og 65,536 meter så har du en opløsning på 1 millimeter med 16 bit. D.v.s. du måler i hele millimeter så hvis bolden er 120,2 mm over bunden så måler du det som 120 mm og du har en afrundingsfejl på 0,2 mm (kvantiseringsstøj).

Når du så skal gengive musikken igen kan du bruge de højder du har målt som funktion af tiden til at genskabe bølgeformen i en bølgegenerator (DAC som sidder i CD afspillere og laver lyden om fra digital til analog).

Hvis bølgegeratorens indre ur er upræcist (jitter) når du skal genskabe bølgeformen, så tiden imellem samples ikke er helt præcis, bliver det gengivne signal forvrænget. Jitter er ligegyldigt under transporten (f.eks er det ligemeget hvor præcist din timing er hvis du skriver målingerne ned på et stykke papir og tager en fotokopi af det). Det er først når bølgegeneratoren skal omsætte tallene til bevægelser i vandet at timingen betyder noget (og selvfølgelig også under optagelsen).

Forestil dig nu at du måler niveauet meget sjældent. Så vil der komme en masse bølger forbi som du ikke opfanger fordi bolden har bevæget sig op og ned mange gange uden at du har nået at måle. Bølger der kommer så hurtigt at afstanden mellem top og bund af bølgen er mindre end afstanden mellem dine målinger er uden for dit observerbare område (d.v.s. du kan f.eks ikke sample bølger med frekvenser over 22,05 kHz med 44,1 kHz sample frekvens.). Siden du ikke ved hvor mange korte bølger du er gået glip af kan du ikke genskabe dem i din bølgegenerator og derfor genererer du op til max den halve samplefrekvens når du skal genskabe lyden (low pass filter).

En stemme beskrives ikke som frekvenser i PCM kodning. Når du f.eks skal optage en stemme så består den af en masse forskellige bølger der ligger oveni hinanden og summen af alle disse bølger er indeholdt i din højdemåling, som beskriver et niveau, ikke frekvenser. Tænk f.eks på havet. En rigtig havbølge er ikke jævn (på samme måde består en stemme af en masse forskellige frekvenser). Den består af en masse små, mellemstore og stor delbølger og små krusninger på overfladen. Ved PCM sampling (CD format) måler du bare niveauet som funktion af tiden uden at tænke på de enkelte bølger, men du går glip af de små krusninger som er for korte til din sample frekvens (det gør ikke så meget da de ligger udenfor det område mennesker kan høre).


Der findes andre kodningsformer som f.eks MP3 hvor lyden beskrives som frekvenser. Det svarer til at du afrunder din bølgemåling til f.eks. "sådan cirka en 2 m bølge med bølgelængde 3 m og en 1 m bølge med bølgelængde 0,5 m oveni hinanden". Alle de små detaljer er udeladt og man tager kun det overordnede indtryk med. Siden øret er mest følsomt overfor de elementer af lyden man tager med i MP3, kommer man ret tæt på den originale lyd med meget mindre pladsforbrug, men der er gået noget information tabt undervejs.

Poshy911 skrev: 1. En 16 bit CD fortæller information om "styrketrin" som kan have alle værdier mellem 0 og 65536 og det gør den 44100 gange i sekundet. Men hvad forstås ved styrketrin? Er det selve niveauet (dB) eller er det frekvensen/hz? Eller begge dele, for begge dele skal vel bruges? Hvis f.eks. en kvinde synger, så skal man jo både vide hvilket toneleje hun synger i, f.eks. 2000 hz, og hvor højt hun råber/synger?

Det er begge dele.

Et forsøg på at illustrere det, beklager kvaliteten:


I sektion 1 er "bølgerne" korte, det vil sige det er en tone med høj frekvens. Lydstyrken er ca. i midten, det ses på hvor høje spidserne er.

I sektion 2 er bølgerne længere, dvs. frekvensen på tonen er lavere. Lydstyrken er også ret lav for bølgerne er ikke ret høje.

Sektion 3 har samme længde bølger som sektion 2, dvs. tonen er den samme, men højden er ca. 3 gange så høj som i sektion 2, dvs der er skruet op for lydstyrken.

Sektion 4 har ca. samme lydstyrke som sektion 1, men bølgerne er meget længere, dvs. det er en dyb tone.

Sektion 5 har samme længde på bølgerne som sektion 4, dvs. det er samme tone, men der er skruet ned for lydstyrken.

Der er altså både frekvensen og lydstyrken af tonerne i samme graf.

For at tage skridtet videre til digitale signaler, så forestil dig at du tegner kurven ovenfor først på et stykke almindeligt kvadreret papir (5 mm tern) og bagefter på et stykke millimeterpapir (hvis du kan huske den slags fra folkeskolen). Præcis samme kurve på de to stykker papir.

Herefter farvelægger du de tern der er lukket inde mellem kurven og nullinien og du må kun farvelægge hele tern. Det kan ikke blive fuldstændigt nøjagtigt for kurven følger ikke helt ternene, på millimeterpapiret med de mange små terne kommer du dog tættere på den rigtige kurve end du kan komme på det mere klodsede kvadrerede papir med 5mm terner.

Antallet af bits fortæller noget om hvor fine "tern" der er på den lodrette akse. Samplingfrekvensen fortæller noget om hvor fine ternene er vandret. Jo flere bits og jo højere samplingfrekvens, des finere bliver "ternene" og des tættere kan du komme på den virkelige kurve.

Hvorfor så ikke bare bruge 1000 bit og en samplefrekvens på en milliard? Fordi jo flere bit du aflæser og jo oftere du gør det, des mere fylder de data du skal gemme. En CD på 16 bit og 44100Hz samplingfrekvens fylder ca. 700 MB for 74 minutters musik.

Poshy911 skrev: 2. Hvis en CD indeholder disse informationer, hvad nytter det så at "upsample" det til f.eks. 24 bit / 384 khz som Cambridge Azur 840C kan? Det kan vel ikke blive bedre en den information som ligger på CD'en til at begynde med, så hvorfor gå over 16 bit / 44,1 khz?

Det er korrekt at hvis CD'en indeholder 16 bit ved 44100 Hz samplingfrekvens, så bliver der ikke mere/bedre data af at trylle dem om til 24 bit 384 kHz. Det bliver ikke bedre end det man har til at begynde med.

Pointen ved at regne de oprindelige 16 bit om til 24 bit er at du efterfølgende kan lave fx. digital lydstyrkeregulering uden at miste kvalitet på det oprindelige signal. Hvis nu du kun har 16 bit at arbejde med og vil skrue digitalt ned for lydstyrken, så kan det kun ske ved at smide bits væk, dvs. kvaliteten af signalet bliver dårligere. Starter du i stedet med at "strække" de 16 bit ud til fx. 24 bit så får du ikke ekstra kvalitet, men du har mulighed for at skrue ned for lydstyrken og stadig holde dig over de oprindelige 16 bits kvalitet. Kun hvis du skruer rigtigt meget ned er du nødt til at ofre af de oprindelige 16 bit.

Fidusen med at sample de orindelige 44,1 kHz om til fx. 384 kHz består i at du kan bruge nogle billigere filtre. Der er allerede nogen her i tråden der har snakket om at der kommer "skygger" af musikken over de 44100 Hz og for at de ikke skal blande sig i lydbilledet har man brug for et filter der skærer skyggerne væk. Ideelt set kunne du bruge et knivskarpt filter der nakkede ALT over 22500 Hz (det halve af 44100). En tone på 22500 Hz slipper igennem filteret, men der er lukket fuldstændigt af for en tone på 22501 Hz. Desværre findes den slags ideelle filtre bare ikke.
Ved at upsample signalet flytter man skyggerne længere op i frekvensbåndet og man kan derfor bruge et billigere filter til at skære skyggerne væk - det behøver ikke længere være et knivskarpt superfilter der skærer benhårdt ved en bestemt frekvens, man kan bruge et langt blødere filter fordi skyggerne først kommer meget senere.

Håber det gav mening.

så lykkedes det mig endelig at forstå sammenhængen mellem digitale og analoge lydkilder. rigtig fin tråd, med forståelig uddybelser af digitale medier.

mvh

__________________
setup:
cd-afspiller: rotel rcd-06
forstærker: rega brio3
højttaler: audio note az-one

diverse diy: tabaq kvartbølge højttaler, festival anlæg

Ja, forklaringerne her er gode - rigtigt gode.

Varianter har været givet i tidligere tråde.

Det er også muligt at købe en Korg HA-recorder der hedder MR-1. Den tilbyder optagelse og afspilning med 1-bit teknologi, hvor du bliver helt fri for filternes artifaktor:

http://www.korg.com/services/products/mr/Future_Proof_Record ing_Explained.pdf

                                                                                                            

                                                                                                                                             

chubbz skrev: Ved at upsample til feks 192khz eller højere fjerner man disse uønskede skygger længere væk fra det hørbare område og får derved en renere gengivelse af det konverterede materiale..

Ved at "flytte" dem højere op i frekvens, bliver det lettere at fjerne dem med et analogt lavpasfilter, idet filtret ikke behøver have så stejl en flanke. Dermed et det lettere at lave og mere skånsomt for lyden.


__________________
Og bum bummelum

Megaton skrev: Ved at "flytte" dem højere op i frekvens, bliver det lettere at fjerne dem med et analogt lavpasfilter, idet filtret ikke behøver have så stejl en flanke. Dermed et det lettere at lave og mere skånsomt for lyden.

Hvilket vel alle!? konvertere produceret de sidste 20 år gør og har gjort (internt). (Det andet var en begynder fejl som der blev ryddet op i selvsamme årti som CD-afspillerne blev et forbrugerprodukt).

Mao. ikke noget at lade sig imponere af, når der skal kigges specs...

Det er en "morsom" diskussion...!

De bedste D/A-konvertere jeg har hørt, har været uden nogen form for oversampling...


Mvh.
Niels

Megaton skrev: chubbz skrev: Ved at upsample til feks 192khz eller højere fjerner man disse uønskede skygger længere væk fra det hørbare område og får derved en renere gengivelse af det konverterede materiale.. Ved at "flytte" dem højere op i frekvens, bliver det lettere at fjerne dem med et analogt lavpasfilter, idet filtret ikke behøver have så stejl en flanke. Dermed et det lettere at lave og mere skånsomt for lyden.

det var også lidt det jeg mente... :-)
Fordelen ved det er også at når man kan benytte et blødere filter, kan man også opnå et mere faselineært filter uden så meget gainripple i pass- og båndstopområdet. Altså der hvor filteret "starter og stopper".

På en Cambridge DacMagic har man fx mulighed for at vælge 3 forskellige filtre.
- Lineær fase, minimum fasedrej og stejlt filter.  Jeg har prøvet at lytte forskel på de tre og der er ikke kæmpe forskel...jeg bilder mig selv ind at jeg synes at lineær fase lyder bedst.
Men fedt at man har mulighed for at vælge synes jeg...




__________________
Pass Labs
Dali Epicon
Rega
Cambridge Audio
Musical Surroundings
Kharma
Van den Hul
Mogami

@ Nilau
Der er jo mange led i et anlæg, og en dårlig SACD afspiller vil selvfølgelig give et dårligere resultat end en god CD-afspiller. En Korg MR-1 optager jeg har nævnt tidliger er hverken begrænset af filter, dynamikområde eller opløsning. MR1´s begrænsning ligger i mikronens forforstærker. Det er langt hen af vejen fysik. Det er ligemeget om man køber et spejlrefleks kamera med god sensor og dårlig objektiv eller god højtaler med dårlig forstærker. Det er det samlede resultat der tæller. Det er godt at have styr på fisikken, men det letteste er nok at slå ørene ud og høre om et anlæg har det man søger.

Nilau skrev: Det er en "morsom" diskussion...!De bedste D/A-konvertere jeg har hørt, har været uden nogen form for oversampling...Mvh.Niels

Du, og BHaagensen, vil bemærke at "upsampling" og "oversampling" ikke er det samme.

Det er rigtig - matematisk er upsampling en generalisering af oversampling hvorfor alle egenskaber som gælder for oversampling også gælder for
upsampling men ikke omvendt.

I denne tråd har der været fokus på én isoleret faktor hvor yderligere præcisering ikke har været nødvendig.

Det ser ud som om tråden er ved at falde til ro med bred enighed om hvad svaret på mine to spørgsmål skal være, så jeg vil
bare sige mange tak for den store deltagelse i tråden, som vist også gav et par andre end mig selv noget ny viden.