Über Audio und USB-C


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Über Audio und USB-C

Usb C

Ist der Wechsel zu USB-C gut oder schlecht? Warum passiert es und was bedeutet es für diejenigen, die gerne Musik von ihrem mobilen Gerät hören?

Das nächste Smartphone, das Sie kaufen, ist möglicherweise mit USB-C-Audio kompatibel, auch wenn die “normale” 3,5-mm-Buchse beibehalten wird. Das bedeutet, dass bald weitere USB-C-kabelgebundene Headsets erhältlich sind, denn so funktioniert es: Fügen Sie Unterstützung für etwas hinzu, und Unternehmen werden damit beginnen. Die Verwendung der neuen Audio-Buchse wirft jedoch viele Zweifel und Fragen auf, wie sich diese Erfahrung von der Erfahrung unterscheiden wird, die wir im Laufe der Jahre gemacht haben.

Der Port ist neu, die Details sind die gleichen.

Dank der gut koordinierten Arbeit einer Reihe spezieller Details können alle Arten von Audioinhalten auf unseren Smartphones abgespielt werden. Der Wechsel von 3,5 mm zu USB-C ändert diesbezüglich nichts. Die Details selbst können sich jedoch dramatisch ändern.

Um Ihre Smartphone-Dateien in Sound umzuwandeln, benötigen Sie einen D / A-Wandler, einen Verstärker und Lautsprecher. Die Lautsprecher vibrieren, um eine Welle zu erzeugen, die unser Trommelfell beeinflusst, und die Arbeit ihrer beweglichen Teile ist aufgrund von Elektromagnetismus möglich. Diese Welle entspricht einem sogenannten analogen Signal, und die Varianten dieses Signals sind Klänge mit unterschiedlichen Tonhöhen. Dann lässt die Wellennatur des Signals den Lautsprecher vibrieren. Diese Vibration erzeugt Wellen, die an unser Trommelfell gesendet werden, die wiederum in unserem Kopf vibrieren und Schall erzeugen.

Dateien auf Ihrem Smartphone oder über das Internet übertragene Dateien sind digitaler Natur. Dies bedeutet, dass es sich nur um eine Reihe von Einsen und Nullen handelt, damit der Computer sie lesen und wissen kann, was mit ihnen zu tun ist. Digitale Dateien haben an sich keine Wellennatur, die es den Lautsprechern ermöglicht, Ton zu erzeugen. Deshalb brauchen wir etwas, um eins in das andere zu verwandeln.

Komplexe Algorithmen werden verwendet, um im analogen Format aufgenommenes Audio aufzunehmen, es in ein digitales Format wie eine MP3-Datei zu konvertieren, um es auf einem Computer zu speichern, und es dann zur Wiedergabe wieder in ein analoges Format umzuwandeln. Die Daten müssen an einen DAC gesendet werden, um sie in die gewünschte Wellenform umzuwandeln, und dann an einen Verstärker, der die Welle stark genug macht, um in Kopfhörern zu arbeiten. Wissenschaftler und Ingenieure verwenden eine Vielzahl von Tricks, um “Sound zu erzeugen”. Der beschriebene Prozess ist jedoch für alle Telefone, tragbaren Audioplayer und alle Lautsprecher erforderlich.

Es gibt zwei Möglichkeiten, Audio über den USB-Anschluss zu senden: digital und analog. Analoges Audio kann in den integrierten Verstärker und den DAC Ihres Smartphones konvertiert und dann über den Anschluss an passive Kopfhörer oder einen Adapter weitergeleitet werden. Dazu muss das Gerät den sogenannten analogen Audiobetrieb unterstützen. In diesem Fall sind die Kopfhörer oder der Adapter nur ein Signalleiter.

Wenn Sie Kopfhörer mit Stromversorgung oder einen Adapter verwenden, ist das über den USB-Anschluss gesendete Audiosignal weiterhin digital. Dies bedeutet, dass sich der DAC und der Verstärker im Kopfhörer oder Dongle befinden und die Konvertierung dort und nicht auf dem Smartphone erfolgt.

Dies kann bestimmte Probleme verursachen. Sie müssen sicherstellen, dass Sie die richtige Gerätekombination verwenden. Wenn Sie passive Kopfhörer oder einen Adapter haben, muss Ihr Smartphone analoges Audio unterstützen, viele jedoch nicht. Und das Problem ist, dass die meisten Dongles, Adapter und Kopfhörer in keiner Weise für ihre “Aktivität” oder “Passivität” gekennzeichnet sind. Nirgendwo wird angegeben, wie sie hergestellt werden.


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Wie digitaler Sound funktioniert. (Teil 1)

Wie digitaler Sound funktioniert. (Teil 1)

digital sound

In diesem Beitrag möchte ich über digitalen Sound sprechen und dabei eine so beliebte Form des Freestyles wie Audiophilie aufdecken. Leider sehe ich in letzter Zeit immer mehr Manifestationen dieses Phänomens, die sogar vernünftige Menschen durchdringen und sie dazu bringen, Geld für technologische Analoga homöopathischer Pillen auszugeben.

Digital Sound

Ich sage “traurig”, weil alles, was ich in diesem Artikel schreiben werde, im Prinzip allen Menschen bekannt sein sollte, die die Schule abgeschlossen haben. Aber aus irgendeinem Grund, den ich nicht verstehe, vergessen sie das Wissen, das sie einmal erworben haben, oder wollen es nicht in die Praxis umsetzen. Der Glaube an Audiophilie ist zu diesem Zeitpunkt sogar unter den Ingenieuren weit verbreitet, obwohl das wirklich der ist, und sie sollten diese Dinge gründlich verstehen.

Ich wollte diesen Artikel ursprünglich aggressiver schreiben. Aber am Ende entschied ich, dass es für mich besser wäre, auf Flüche und Provokationen zu verzichten. Im Gegenteil, ich hoffe wirklich, dass Audiophile diesen Artikel lesen und darüber nachdenken, was sie glauben und ob sie genug Grund haben zu glauben. Deshalb werde ich dies ohne Provokation tun und mich ausschließlich auf die Fakten konzentrieren.

Und das Wichtigste, was ich jetzt sagen möchte: Die audiophilen Argumente sind keine Argumente, die sich auf einen technischen oder technischen Aspekt beziehen. Audifilovs Argumente widersprechen der Wissenschaft, insbesondere der Physik und der Mathematik. Sie widersprechen auch technischen und technischen Aspekten, und Audiophile wissen nicht, wie ihre Audiosysteme funktionieren. Dies ist jedoch ein kleines Problem im Vergleich dazu, wie sie physikalischen oder mathematischen Gesetzen widersprechen und eine völlige Unkenntnis der Grundlagen zeigen. Es sind die wissenschaftlichen Aspekte, auf die ich mich konzentrieren werde, anstatt zu erklären, was die verschiedenen Arten von CAD sind und andere Details, die nicht von grundlegender Bedeutung sind.

1. Grundlagen: Wie Ton auf einem Computer und einem anderen elektronischen Gerät wiedergegeben wird

Zunächst befindet sich eine Audiodatei auf einem digitalen Medium, z. B. einer Festplatte. Diese Audiodatei hat ein bestimmtes internes Format, aber alle sind eine Reihe von Nullen und Einsen (0110010101 …), dh jede Datei kann als sehr große Zahl dargestellt werden. Diese Zahl kann leicht in das übliche Dezimalzahlensystem (189208 …) umgewandelt werden.

Die direkte Folge davon ist, dass die Kopien derselben Datei alle genau gleich sind. Es spielt keine Rolle, auf welchem ​​Medium sie sich befinden oder wie sie übertragen oder erstellt wurden: Wenn die Kopien korrekt sind, sind sie genau gleich. Der Unterschied beim Abspielen derselben Datei kann nur durch ein anderes Element in dieser Wiedergabekette verursacht werden.

Und diese Zeichenfolge ist wie folgt:

Datei -> Audio-Player-Programm -> Digital-Analog-Wandler (DAC) -> Verstärker -> Lautsprecher oder Kopfhörer.

Es funktioniert so:

Zunächst lädt das Player-Programm eine Audiodatei (oder empfängt sie von außen) in den Speicher.

Die Software decodiert es dann bei Bedarf in einen unkomprimierten digitalen Stream, bei dem es sich um digitales Audio handelt. Wir werden dieses unkomprimierte digitale Audio einfach .WAV nennen und davon ausgehen, dass dies das Format ist, in dem Musik auf herkömmlichen Audio-Discs (Zweikanal-Stereo, 16-Bit, 44,1 Kilohertz pro Kanal) geliefert wird.

Danach tritt dieser Ton in einen Digital-Analog-Wandler ein, der jede Zahl in einen entsprechenden Analogwert umwandelt. Meistens handelt es sich dabei um eine in Volt gemessene Spannung (ab einem bestimmten Mindestwert) entspricht einer digitalen Zahl 0 und bis zu einem Maximalwert, der der Zahl 65.536 entspricht – dies ist die maximale Zahl, die in 16 Bit geschrieben werden kann).

Danach tritt der Schall, bereits in Form von elektrischem Strom, in den Verstärker ein, dessen Aufgabe es ist, die Spannung auf einen Wert zu erhöhen, der zu den Lautsprechern passt. Der Verstärker muss das Signal linear verstärken, dh jeder Wert, der es am Eingang erreicht, muss am Ausgang im gleichen Verhältnis zunehmen.

In den Lautsprechern wird der elektrische Strom in physikalische Schwingungen umgewandelt, die in die Luft übertragen werden, und somit wird der Ton erhalten, den wir hören.

Diese Kette, die wir von nun an den Audiopfad nennen werden, ist in der einen oder anderen Form in jedem digitalen Audiosystem vorhanden. Die Elemente selbst sehen auf verschiedenen Systemen (MP3-Player, Smartphones, Computer usw.) möglicherweise sehr unterschiedlich aus, sind jedoch unbedingt vorhanden. Wenn es um einen Computer geht, befinden sich der DAC und der Verstärker auf der Soundkarte (die häufig in das Motherboard integriert ist). Lautsprecher haben oft einen eigenen eingebauten Verstärker, und einige von ihnen haben möglicherweise einen eigenen DAC (und das Anschließen an sie umgeht die Soundkarte).

HD Sound Guide

HD Sound Guide

HD audio

Wenn es um HD-Audio (High Definition) und die Wiedergabe von Blu-ray-Playern auf Computern geht, denken viele Menschen, dass das Vorhandensein der HDMI-Schnittstelle auf dem Motherboard oder der Grafikkarte die automatische Wiedergabe auf Ihrem Fernseher und Ihrem Computer ermöglicht High-Definition-Audioformate des Heimkinosystems wie Dolby. Digital Plus, hochauflösendes DTS-HD, Dolby TrueHD und DTS-HD Master Audio.

hd audio

Mit Ausnahme einiger interessanter Möglichkeiten ist dies jedoch in den meisten Fällen überhaupt nicht der Fall. Selbst relativ neue High-End-Motherboards, Grafikkarten und Soundkarten mit HDMI-Ausstattung können möglicherweise nicht so große Audiostreams alleine verarbeiten. Letztendlich kommt es darauf an, welche Art von Eingangssignal sie empfangen und welche Art von Signal sie ausgeben können.

In diesem Test werden alle HD-Audioformate, ihre Bitrate (Streaming) und die Lieferanforderungen an das Wiedergabemedium untersucht. In Teil 2 werden wir weiter untersuchen, wie digitale Audiostreams in typischen PC-Komponenten verarbeitet werden können (oder nicht). Nachdem Sie beide Artikel gelesen haben, müssen Sie genau wissen, warum so viele Heimkino-Benutzer eine Vielzahl von analogen Kabeln (drei für 5.1-Kanäle und vier für 7.1) anstelle von HDMI verwenden, um Mehrkanal-Audio dort zu liefern, wo Sie es benötigen. Wir werden auch über einige der Problemumgehungen sprechen, die mit der Umwandlung eines digitalen in ein analoges Signal auf einem Computer anstelle eines Empfängers oder Vorverstärkers verbunden sind. Diese Option ist häufig die günstigste Option für eine optimale HD-Klangqualität. Und schließlich können Sie sehen, warum es sich lohnt, etwas länger zu warten, wenn Sie einen Blu-ray-Player für Ihr Heimkino kaufen. Auf diese Weise können Sie einige der neuen Vorteile nutzen, die vor Ende 2008 erscheinen sollten, aber noch nicht fertig sind (zumindest sind sie zum Zeitpunkt dieses Schreibens noch nicht fertig).

Im ersten Teil werden wir folgende Punkte behandeln:

Die jedem Format zugeordnete Bitrate (oder der Stream) sowie die Anzahl der Kanäle, Abtastraten (Abtastung) und Bittiefen, die zum Codieren der Formate verwendet werden.
Ob der SPDIF-Anschluss den erforderlichen Stream für jedes Format bereitstellen kann und mit welchen Arten von HDMI-Schnittstellen jedes Format funktioniert.

In Teil 2 werden wir uns mit PC-Software-Codecs befassen, um herauszufinden, mit welchen Formaten sie arbeiten und welche Arten von Schnittstellen Motherboards, Grafikkarten und Soundkarten mit HDMI-Ausstattung unterstützen können. Und da kürzlich neue Chipsätze und Schnittstellen verfügbar sind (oder relativ bald verfügbar sein werden), werden wir auch erklären, wie neue und zukünftige Hardware einfachere Lösungen für hochauflösendes Audio für PCs bieten kann, die sich derzeit in einer schwierigen Lage befinden.
Hochauflösende Audioformate (HD Audio)

Blu-ray-Discs können Filmmusik in einem der folgenden Formate enthalten:

PCM (lineares PCM oder LPCM);
Dolby Digital;
DTS;
Dolby Digital Plus;
Hochauflösendes DTS-HD;
Dolby TrueHD;
DTS-HD-Master-Audio.

Bevor auf die oben genannten Formate näher eingegangen wurde, stammten die Dolby-Technologien von Dolby Laboratories, einem anerkannten Anbieter von professionellen, semiprofessionellen und Consumer-Mehrkanal-Surround-Sound- und Rauschunterdrückungstechnologien. Das DTS-Format (auch Digital Theatre Systems genannt) ist wiederum von DTS, Inc. abgeleitet. Es ist auch ein bekannter Anbieter digitaler Audiotechnologie, der mit Dolby Labs konkurriert.
PCM (lineares PCM oder LPCM)

PCM (Pulse Code Modulation) PCM steht für Pulse Code Modulation und bietet eine digitale Darstellung eines analogen Signals, das in regelmäßigen Abständen (mit einer bestimmten Frequenz in Hertz) abgetastet (digitalisiert) und in binärer Form (mit a) dargestellt wird angegebene Genauigkeit – Bitbreite). Zusätzlich zur Verwendung von PCM für digitales Computer-Audio und Audio-CDs wird es auch in einigen digitalen Telefonsystemen und in verschiedenen digitalen Videoformaten verwendet. Im PCM-Format werden Audiobreitenwerte mit einer unterschiedlichen Anzahl von Bits (Bittiefe) dargestellt. Der Soundtrack wird normalerweise in 12 bis 24 Bit digitalisiert, aber meistens wird 16 Bit in der PCM Studio-Codierung für Blu-ray-Discs verwendet.

Eine PCM-Audiospur kann eine exakte Kopie eines Studio-Originals sein, das auf einer unkomprimierten Disc codiert ist, wenn ihre Bittiefe mit der des Originals übereinstimmt. Wenn die Bittiefe verringert wird (wie dies häufig der Fall ist, um Speicherplatz für das Speichern von Audio auf der Festplatte zu sparen), kann dies zu einem Downgrade führen, z. B. bei Verwendung von 16-Bit anstelle von 24-Bit.

DSD oder PCM, welches Format ist wirklich besser?

DSD oder PCM, welches Format ist wirklich besser?

DSD Vs PCM

Hochauflösende Musik gibt es in zwei digitalen Hauptdateiformaten: PCM und DSD. Wie sind sie gleich, wie unterscheiden sie sich und welches sollte ich bevorzugen?

DSD PCM

Was ist PCM?
Beginnen wir mit der Tatsache, dass PCM (Pulse Code Modulation) anfangs älter ist. Die ersten Erwähnungen seiner erfolgreichen Verwendung stammen aus der Mitte des letzten Jahrhunderts und sind wie viele technologische Fortschritte mit der Verteidigungsindustrie verbunden, dh mit die Navy Radargeräte. Für den Heimgebrauch handelt es sich zunächst um eine bekannte CD mit einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz und einem 16-Bit-Quantisierungspegel.

Was ist DSD?
DSD (Pulse Density Modulation) ist ein Format, das Ende des letzten Jahrhunderts von Sony und Philips entwickelt wurde und für die digitale Archivierung von analogen Tonträgern vorgesehen ist. Das physische Medium dieses Formats ist SACD. Tatsächlich gibt es nur eine Ähnlichkeit zwischen diesen beiden Formaten, beide sind digital, was für den Benutzer die Möglichkeit bedeutet, unbegrenzt Kopien ohne Verlust zu erstellen. Der Unterschied zum Bereich Grafikdesign entspricht in etwa dem von Raster- und Vektorgrafiken. Und wenn es noch künstlerischer ist, wie Kreuzstich und Aquarell. In beiden Fällen wird ein Bild erhalten, aber die Methode seiner Erstellung und als Ergebnis der Wahrnehmung sind völlig unterschiedlich.

Was ist der Unterschied?
PCM ist trotz seines Alters viel genauer untersucht, hat eine viel bessere Kompatibilität mit einer großen Anzahl verschiedener Geräte und impliziert die Möglichkeit der Bearbeitung (Entzerrung, Unterteilung in Frequenzbänder, Transformationen). DSD ist eigentlich ein geschlossenes Format, man kann es aufnehmen, man kann es abspielen, das war’s. Es ist jedoch dem ursprünglichen analogen Signal von Natur aus viel näher.

Welches ist besser?
Die erste und wichtigste Schlussfolgerung ist, dass die Formate aus technischer Sicht in Bezug auf die Implementierungsmethoden weit voneinander entfernt sind, im praktischen Gebrauch, dh im Klang der endgültigen Datei, jedoch häufig praktisch nicht zu unterscheiden sind. Wir sprechen nur über geringfügige Unterschiede in den Nuancen der musikalischen Präsentation. Wenn alle Dinge gleich sind, ist es bei der Auswahl der nächsten Datei zum Herunterladen und Abspielen am besten, sich auf das Quellmaterial zu konzentrieren. Wenn Sie ein Analog digitalisieren möchten, ist DSD wahrscheinlich vorzuziehen und behält mehr Nuancen vom Original bei. Wenn dies ein Remastering einer zuvor in PCM erstellten digitalen Aufzeichnung ist, ist es sinnvoller, in dieser Domäne zu bleiben.