Jump to content
IGNORED

kształtowanie szumów przetwarzania D/A


Edward

Recommended Posts

W wątku nr 58028 "Kopiowanie płyt SACD" pojawiła się kwestia kształtowania szumów. Ponieważ temat ten nijak się ma do kopiowania SACD, a dodatkowo dyskusja poszła w zupełnie innnym kierunku to dla porządku zakładam nowy wątek.

 

Misiomor zadał tam dwa pytania:

- Jak w typowych odtwarzaczach wygląda porównanie poziomów 0dBfs i 0dBdsd?

- Jak często zdarza się wyraźne przekroczenie poziomu 0dBdsd w nagraniach SACD?

 

Nie mam tylu doświadczeń aby wypowiadać się jako to wygląda w typowych odtwarzaczach, ale wspomniałem o tym, że kiedyś zrobiłem analizę FFT materiału zgranego z CD i SACD. Pliki z analizą zgubiłem, ale same nagrania odnalazły się, więc porównałem je jeszcze raz. Wynik tego co wyszło jest dość ciekawy, dlatego go wrzucam i zapraszam do wyciągania wniosków.

 

Materiał został nagrany w następujący sposób:

 

- wybrałem jeden utwór z samplera wytwórni Tacet (rok 2004), jest to płyta hybrydowa CD - SACD.

- odtworzyłem go w 3 wersjach:

a) CD

b) SACD

c) SACD konwertowane do PCM w samym odtwarzaczu (Marantz DV-9500)

- nagrałem sygnał ANALOGOWY na Tascama w PCM 24-bit, 96 kHz

 

Następnie te 3 pliki poddałem analzie FFT, którą zamieszczam poniżej. Skala pionowa odnosi się do 0 dBFS. Nagrane sygnały nie było poddane żadnej obróbce, także poziom głośności jest oryginalny. Nawet pocztkowa i końcowa cisza nie była przycinana.

 

CD - kolor zielony

SACD - kolor czerwony

SACD konwertowane do PCM - kolor fioletowy

 

Oba wykresy przedstawiają to samo, tylko drugi jest w skali liniowej, aby lepiej było widać co dzieje się powyżej 20 kHz.

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

post-12280-100005272 1253540838_thumb.gif

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )
Link to comment
Share on other sites

Skoro wykresy się pokrywają to znaczy, że master dla warstwy SACD i CD był jeden. Tym samym mamy potwierdzenie, że jeden i ten sam master jest konwertowany do formatu końcowego którym jest SACD i CD.

Jak już pisalismy w uprzednio wspomnianym wątku maksymalny poziom na DSD to +3.1dbDSD co wcale nie znaczy, że poziom takowy jest osiągany. To maksymalny dozwolony poziom ale z zasady tak się pracuje, że 0dbFS = 0dbDSD.

To, że wartość może sięgać katalogowego +3.1dbDSD wcale nie znaczy, że w studiach masteringowych dobija sie do wartości granicznej.

Sprzęt studyjny i oprogramowanie studyjne. Edytory, sekwencery, stacje robocze (DAW), authoring, stoły, maszyny i linie replikacyjne.

Link to comment
Share on other sites

tu jeszcze trochę info - może się komuś przyda:

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Sprzęt studyjny i oprogramowanie studyjne. Edytory, sekwencery, stacje robocze (DAW), authoring, stoły, maszyny i linie replikacyjne.

Link to comment
Share on other sites

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Link to comment
Share on other sites

Wygląda na to, że materiał był nagrany i obrabiany w formacie 48kHz a nie 96kHz czy więcej (w studiach nie pracuje się z cz. próbkowania 44.1kHz tylko robi na końcu downsampling do standardu CDDA).

Przetwornik wielobitowy pracujący z oversamplingiem (filtrem cyfrowym) zależnie od skuteczności tłumienia w paśmie zaporowym będzie w zakresie powyżej 22kHz, do 150kHz (O-S x4) lub 330kHz (O-S x8) wykazywał praktycznie brak jakichkolwiek pozostałości konwersji i cyfrowej filtracji. W odniesieniu do pozostałości po nowej częstotliwości próbkowania - pasma wokół 176,4kHz lub 352,8kHz zakres ten będzie stłumiony od 45dB w najgorszym przypadku do ok. 130dB w najlepszym przypadku. Ile będzie wynosił poziom tego pasma trudno mi opwiedzieć, można jednak założyć że nie wymaga on odfiltrowania - między pasmem akustycznym a pozostałościami konwersji i filtracji cyfrowej będzie odstęp ok. 130 lub 310kHz. W przypadku DSD lub konwersji na DACu D-S jest to kilka kHz i jest to ciągłe pasmo szumów.

Link to comment
Share on other sites

yayacek, 21 Wrz 2009, 20:30

>Skoro wykresy się pokrywają to znaczy, że master dla warstwy SACD i CD był jeden.

 

Absolutnie i ponad wszelką wątpliwość. Nie użyo żadnego kopresora, poprawiasza, czy psuja do dźwięku. Płyta ta pochodzi ze znakomitego wydawnictwa Tacet, ale wydaje mi się, że podobne wyniki są raczej normą, a nie wyjątkiem.

 

Yayacku, czy można określić lub oszacować rozdzielczość bitową strumienia DSD?

 

Rochu, to jest jeden z tych momentów, kiedy teoria pięknie pokrywa się z praktyką. Audio czasami nie jest wędrówką przez mgłę :-)

 

Molibden, z czego konkretnie wnosisz, że było to właśnie 48 kHz?

Link to comment
Share on other sites

  • Moderatorzy

>> Edward

 

Wielkie dzięki za udostępnienie tych danych. Sporo na nich widać.

 

Po pierwsze - ogromny poziom szumów kwantyzacji w okolicach 50kHz dla sygnału SACD. Wzmacniacze mają tam już zwykle słabo działające sprzężenie zwrotne (żeby się nie wzbudzały) i przez to zwiększone zniekształcenia, w tym intermodulacyjne. A więc te szumy, leżące tylko 36dB poniżej max. mocy sygnału raczej wlezą na pasmo słyszalne, i to niewykluczone że ze znacznie większą mocą niż -96dBfs szum kwantyzacji dla formatu CD.

 

Ograniczenia pomiaru (Fs = 96kHz) a więc Nyquist przy 48kHz oznaczają że obserwowane szumy poniżej 48k najprawdopodobniej w sporej części "wlazły" poprzez aliasing a więc w oryginale były położone wyżej. Co nie zmienia faktu że moc szumów jest tam duża, na pewno nie pochodzą one od pasma słyszalnego (skoro taktowanie SACD to 2.8MHz).

 

W sumie do takich pomiarów przydałby się przetwornik AD pracujący z częstotliwością ok. 350 - 400kHz i z porządnym antyaliasem np. 6th LR albo Bessel @ 50kHz, tnącym już o ok. 72dB przy częstotliwości Nyquista a więc 175 - 200kHz. A jakby zgodzić się na 16-bit rozdzielczość (w końcu to tylko pomiar), można by nawet zastosować PulSAR'a i pojechać z próbkowaniem pod 800kHz co by bardzo obniżyło wymagania na antyalias.

Link to comment
Share on other sites

Misomor,

 

Drobna korekta na temat mocy sygnału. Analiza FFT sięga maksymalnie do około -46 dB. Nagranie jest ok -3 dB ciszej w porównaniu z oryginałem (tu wnoszę korektę do pierwszego postu, gdzie pisałem że jest to 0dBFS). Sam oryginał jest względnie cicho nagrany. To jest plumkający akuztyczny dżezik. Peak amplitudy leży na poziomie -8.25 dB.

 

W tej sytuacji to co widać na powyższych wykresach jest obniżone o -3 dB w stosunku do oryginału. Zatem przy 50 kHz będziemy mieć około -92 dBFS. A to chyba nie jest źle.

 

To co mogę zrobić, to ewentualnie nagrać materiał jeszcze raz w 24-bit i 192 kHz. Lepszego przetwornika A/D nie mam.

Link to comment
Share on other sites

Ciekaw jestem, w jaki sposób te szumy SACD >30kHz wpływają na to co się dzieje w paśmie akustycznym z jednej strony, i na zachowanie się elektroniki wzmacniającej z drugiej. Wcześniej wspomniano o różnych możliwych efektach, ale nie do końca to kumam. Jeszcze jedno pytanie - czy sygnał >30kHz dochodzi do kolumn? Jest jakoś odfiltrowany? Bo jeśli tak i nie jest - to przecież wpłynie też na zachowanie się głośnika wysokotonowego (czy nie???)

Kris

Star trekkin' across the universe; Boldly goin' forward, still can't find reverse...

Link to comment
Share on other sites

  • Moderatorzy

>> kris_k, 22 Wrz 2009, 13:22

 

Chodzi o to że jeżeli zapodasz dwa przebiegi na raz - powiedzmy 33kHz i 36kHz, to system nieliniowy oprócz harmonicznych (które będą przy 66kHz i wyżej więc nie są problemem) wygeneruje jeszcze produkty intermodulacyjne, a więc np. F2-F1 = 3kHz, 2F2-2F1 = 6kHz itd.

 

A niestety wzmacniacz przy 20kHz i wyżej jest bardzo nieliniowy, jak to już pisałem.

Link to comment
Share on other sites

  • Moderatorzy

BTW - tytuł wątku to "kształtowanie szumów przetwarzania D/A" jest nie do końca poprawny w kontekście SACD - gdzie kształtowanie szumów jest, ale przy przetwarzaniu A/D, ew. przy konwersji PCM -> DSD.

 

Przetwornik wyjściowy dostaje po prostu ciąg zer i jedynek z już ukształtowanym szumem kwantyzacji i odpowiednio do nich kluczuje wyjście między dolnym a górnym napięciem referencyjnym.

Link to comment
Share on other sites

Na zaciskach kolumnowych sygnał zostanie uzupełniony o zniekształcenia wzmacniacza wraz z jego ograniczeniem pasma, a także być może dostaniemy coś zwrotnego od kolumn? Tego nie wiem, ciekawie będzie sprawdzić, a może porównać sytuacją, gdy obciążymy wzmacniacz czysto rezystancyjnie.

 

Tytuł wątku meżemy zmienić, moderatorzy mają chyba taką moc :-)

Link to comment
Share on other sites

  • Moderatorzy

Ja na razie widzę dwa problemy:

 

- identyczność (lub nie) przebiegów SACD i CD z płyt hybrydowych

 

- włażenie wysokoczęstotliwościowego szumu kwantyzacji SACD na pasmo słyszalne, grzanie przez niego cewki gwizdka, ew. sam szum w oktawie 10k - 20k

 

W pierwszym przypadku należałoby wziąć płyty na których jest spektakularna różnica brzmienia i analizować - przez FFT a IMHO lepiej nakładając waveformy w szczytach sygnału.

 

W drugim - najlepiej by było chyba wziąć jakąś płytę testową SACD / CD z wiadomo jakim przebiegiem (najlepiej jeden prążek ew. kilka) i wtedy robić FFT, tak żeby były miejsca gdzie nie ma sygnału - i wtedy można pokusić się o stwierdzenie - wlazł tam szum albo nie.

Link to comment
Share on other sites

  • Moderatorzy

Tak czy siak zaprezentowane przebiegi jasno pokazują czym jest robienie reedycji SACD płyt nagranych w 44.1kHz - zwykłym trzepaniem kasiory na naiwnych.

 

W takim przypadku przebieg CD jest lepszy, bo utraconej informacji powyżej 22k nic już nie odtworzy, za to lądujemy z całą masą szumu kwantyzacji DSD - a więc dostajemy w efekcie wady obu formatów.

Link to comment
Share on other sites

Misiomor, jeśli już zakładamy "grzanie" "gwizdka" przez wysokoczęstotliwościowy szum to musielibyśmy wiedzieć jaki procent mocy w odniesieniu do całego przetwarzanego przez ten głośnik pasma on stanowi. Czy jest to średnio 30% czy 10% i jakie pasmo przenosi wzmacniacz.

Trzebaby też ustalić słyszalność IMD od szumu nagrania SACD w porównaniu z PCM (mogą być oba nagrane analogowo z tej samej płyty SACD w 96/24, lub tylko SACD a PCM z warstwy CD po konwersji do 96kz).

Link to comment
Share on other sites

misiomor, 22 Wrz 2009, 17:06

 

>Tak czy siak zaprezentowane przebiegi jasno pokazują czym jest robienie reedycji SACD płyt

>nagranych w 44.1kHz - zwykłym trzepaniem kasiory na naiwnych.

>

>W takim przypadku przebieg CD jest lepszy, bo utraconej informacji powyżej 22k nic już nie odtworzy,

>za to lądujemy z całą masą szumu kwantyzacji DSD - a więc dostajemy w efekcie wady obu formatów.

 

Trzebaby sprawdzić więcej płyt SACD, by wiedzieć jak często jest to to samo.

W przypadku styarszych nagrań cyfrowych na pewno będzie to identyczna zawartość, musiałyby więc pochodzić albo z analogowych masterów albo nowszych w 96kHz.

Link to comment
Share on other sites

misiomor, 22 Wrz 2009, 16:58

>należałoby wziąć płyty na których jest spektakularna różnica brzmienia i analizować - przez FFT

 

Bardzo dobry pomysł! Znajdźmy taką płytę, chociaż jedną, podobno jest ich dużo. U mnie niestety (albo stety) na wszystkich płytach, ktore mam warstwa CD i SACD różni się naprawdę minimalnie.

 

misiomor, 22 Wrz 2009, 16:58

>najlepiej by było chyba wziąć jakąś płytę testową SACD / CD z wiadomo jakim przebiegiem

>(najlepiej jeden prążek ew. kilka) i wtedy robić FFT

 

Czyli płytę testową SACD. Niestety to marzenie ściętej głowy. Jeden producent, cena zaporowa, a licencja praktycznie wyklucza możliwość zakupu przez amatora.

 

Molibden, 22 Wrz 2009, 17:08

>jeśli już zakładamy "grzanie" "gwizdka" przez wysokoczęstotliwościowy szum to

>musielibyśmy wiedzieć jaki procent mocy w odniesieniu do całego przetwarzanego przez ten głośnik

>pasma on stanowi.

 

Powyższe FFT pokazują, że dla SACD jest on maksymalnie na poziomie -92 dBFS. O żadnym grzaniu gwizdków w ogóle nie ma mowy.

 

Molibden, 22 Wrz 2009, 17:08

>Trzebaby też ustalić słyszalność IMD od szumu nagrania SACD w porównaniu z PCM

 

Byłoby super! Tylko jak to zrobić?

Link to comment
Share on other sites

  • Moderatorzy

>> Edward, 22 Wrz 2009, 17:58

 

"Czyli płytę testową SACD. Niestety to marzenie ściętej głowy. Jeden producent, cena zaporowa, a licencja praktycznie wyklucza możliwość zakupu przez amatora."

 

Boją się aby ich bezeceństwa na światło dzienne nie wyszły. Innego wytłumaczenia nie widzę.

Link to comment
Share on other sites

  • Moderatorzy

>> Molibden, 22 Wrz 2009, 18:06

 

Trzeba by dostać przetwornik 1-bit D-S pracujący z 2.8MHz - a więc dość mocny archaik, raczej nie pracowałby też z sygnałami PCM powyżej 44.1kHz. Musiałby też mieć cały modulator D-S kształtujący szumy kwantyzacji.

 

No i proponenci SACD zawsze mogliby powiedzieć że te ich nowe wynalazki mają udoskonalone algorytmy czy modulatory kształtujące szum.

Link to comment
Share on other sites

Archived

This topic is now archived and is closed to further replies.

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.