24 Bit Tiefe?


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24 Bit Tiefe?

24 bit depth

Wie kommt es, dass Menschen mit einer Art 24-Bit-DAC anstelle der üblichen 16-Bit-Qualität eine höhere Qualität hören?

24 Bit Depth

Die Antwort auf diese Frage liegt wie die Antwort auf viele andere Fragen in der Funktionsweise des menschlichen Gehirns. Man kann leicht erkennen, dass Musik tatsächlich nur in unserem Kopf existiert und das Bewusstsein sie bereits in verarbeiteter Form vom Unterbewusstsein empfängt. Das Unterbewusstsein wiederum hat einen unglaublichen Einfluss darauf, wie wir Dinge sehen (buchstäblich). Und alles, was durch die Sinne geht, geht ohne Fehler durch das Unterbewusstsein.

Der Wein für 10 Dollar scheint also schmackhafter zu sein als der Wein für 1 Dollar, obwohl tatsächlich dort und dort derselbe Körper gegossen wird. Wir verstehen voll und ganz, dass Preis keine hohe Qualität bedeutet, aber wenn wir nicht darüber nachdenken, kann das Gehirn das Bild sehr leicht so ausfüllen, wie es es für am besten hält. Und das Unterbewusstsein ist in der Lage, mit sehr komplexen Strukturen zu arbeiten, die viel komplexer sind als der Preis des Produkts. Vermarkter wissen das sehr gut. Ein alter Weg, ein Schwein in einem Sack wie einen teuren DAC zu verkaufen, besteht darin, es mit einem herkömmlichen Audiosystem zu vergleichen, aber im Fall eines teuren DAC auch die Lautstärke der Audioaufnahme um 0,2 Dezibel zu erhöhen. Menschen spüren den Unterschied nicht bewusst, aber das Unterbewusstsein spürt ihn. Gleichzeitig ist seit langem bekannt, dass Menschen lautere Musik besser mögen. So klingt ein teurer DAC “besser” als gewöhnlich.

Gleiches gilt für andere Komponenten. Die Leute glauben also, dass sich der Klang durch das Ersetzen des USB-Kabels verbessert hat. Oder sie denken, dass Röhrensound besser ist als elektronischer. Tatsächlich klingen Röhrenverstärker anders als elektronische, aber das bedeutet nicht, dass einer besser oder schlechter ist als der andere. Aber ohne nachzudenken, ziehen viele, die den “warmen Röhrenklang” erkennen, ihn sofort jedem anderen vor, obwohl er in elektronischen Bauteilen mit gleichem Erfolg emuliert werden kann.

Und für mich ist das im Prinzip egal, aber ich lasse sie nicht das Gehirn anderer Leute mit diesen Meinungen beschmutzen. Es ist besser, sie ehrlich sagen zu lassen, dass sie diese Art von Sound mögen, und aufhören zu sagen, dass es besser ist.

Das Überraschendste für mich ist, dass es sogar Menschen unter Audiophilen gibt, die digitalen Sound pathologisch hassen. Als der digitale Sound zum ersten Mal erschien, waren alle, vom Toningenieur bis zum Musiker, von seiner Qualität begeistert. Vor seiner Einführung waren alle analogen Medien laut und mit der Zeit abgenutzt. Es war unmöglich, Ihre Lieblingskomposition ohne das Knistern oder Hintergrundgeräusch zu hören, das typisch für die damaligen Schallplatten war und oft gehört wurde.

Digitaler Ton auf Audio-Discs wurde als etwas aus einer anderen Welt wahrgenommen: Zum ersten Mal konnte Musik in perfekter Qualität ohne externe Geräusche gehört werden. Und diese Aufzeichnung könnte sich im Laufe der Zeit niemals verschlechtern und über elektronische Kommunikationsmittel ohne Qualitätsverlust auf andere Personen übertragen werden.

Aber ein extrem geringer Prozentsatz der Menschen nahm diesen neuen digitalen Sound mit offenkundigem Entsetzen wahr. Der digitale Klang klang für sie so ungewöhnlich, wie es für analoge Aufnahmen üblich war, dass die Melodien, mit denen sie vertraut waren, ihre Tiefe und vertraute Atmosphäre verloren hatten. So wie einige Leute vor langer Zeit glaubten, dass Fotografien die Seelen der Menschen wegnahmen, glaubten frühe Audiophile, dass digitale Aufzeichnungen die Seelen der Menschen von der Musik wegnahmen.

Dieser Trend hält bis heute an, obwohl nur wenige ihn in solch extremer Form gesehen haben. Aber seine Hauptbedeutung bleibt, die Seele der Musik muss zurückgegeben werden. Es passt nicht in 16 Bit und 44,1 Kilohertz, es benötigt 24 Bit und 192 Kilohertz. Einige benötigen auch rituelle Gegenstände wie Golddrähte oder DACs in Servergröße. Einige Leute verwenden hochpräzise Uhren (Oszillatoren) im Wert von mehreren tausend Dollar, die sie in keiner professionellen Studie für nützlich halten konnten. Andere bestimmen sorgfältig die Prozessorlast während der Musikwiedergabe und glauben, dass dies die Qualität beeinflusst (tatsächlich muss sich der Prozessor nur Zeit nehmen, um den Musikstrom in ein unkomprimiertes Format zu dekodieren und ihn zuvor im DAC zu vergiften de da es keine Daten mehr zum Konvertieren gab und alle modernen Prozessoren dies problemlos bewältigen können). Die Liste geht weiter und weiter, es würde für eine Reihe von Artikeln ausreichen.

Natürlich profitieren Dutzende, wenn nicht Hunderte von Unternehmen, deren Aktivitäten an tatsächlichen Betrug grenzen, von all dem. Auch normale Menschen leiden darunter und geben manchmal mehrere tausend Dollar für einen DAC aus, der für sie keine Bedeutung hat, anstatt hochwertige Lautsprecher für das gleiche Geld zu kaufen.


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Wie digitaler Sound funktioniert (Teil 3)

Wie digitaler Sound funktioniert (Teil 3)

Digital Sound

Frequenz

DIGITAL SOUND

Nachdem Sie mit der Bittiefe fertig sind, ist es Zeit, zur Frequenz überzugehen. Es ist die Frequenz, die den gesamten Tonbereich festlegt, der aufgezeichnet werden kann, während die Bittiefe nur die Lautstärke und den Dynamikbereich beeinflusst. Die Frequenz bestimmt, wie viele dieser 16-Bit-Nummern, über die wir bereits gesprochen haben, in einer Sekunde Audioaufnahme (pro Kanal) aufgezeichnet werden können.

Hier ist alles relativ einfach. Menschen hören Geräusche zwischen 20 Hertz und 20 Kilohertz (20.000 Hertz). 1 Hertz bedeutet, dass die Welle für eine Sekunde von Maximum zu Minimum schwingt, 20 Hertz – 20 Schwingungen.

Schall mit einer Frequenz von weniger als 20 Hertz ist infraschall- und gesundheitsschädlich. Menschen hören keinen Schall über 20 Kilohertz, diese Wellen sind zu schnell, als dass die Ohren sie aufnehmen könnten. Natürlich stellen sich viele Menschen vor, dass sie bereits alle Frequenzen und sogar über 20 Kilohertz perfekt hören, aber tatsächlich hören die meisten Leute, die diesen Text lesen, kaum Geräusche mit einer Frequenz von mehr als 17 bis 19 Kilohertz, insbesondere Wenn Sie MP3-Player missbrauchen.

Musik liegt im mittleren Bereich zwischen 25 Hertz und 10 Kilohertz. Das .WAV-Format, das auf Audio-Discs verwendet wird, zeichnet Ton bis zu 22,05 Kilohertz pro Kanal auf. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass das Aufzeichnungsgerät keine ideale Empfindlichkeit aufweist und abnimmt, wenn es sich dem oberen Ende des Bereichs nähert. Daher wird diese Obergrenze als Zahl von 22,05 Kilohertz angenommen, so dass bis zu 20 Kilohertz die Empfindlichkeit maximal ist.

Ein typischer Unsinn, den Audiophile über die Frequenz verbreiten, ist, dass sie behaupten, je höher die Frequenz, desto genauer kann eine Sinuskurve gebaut werden. Je genauer die Sinuswelle ist, desto besser ist der Klang. Daher ist es besser, Musik mit einer Frequenz von bis zu 192 Kilohertz zu hören. Das macht Sinn?

Um ehrlich zu sein, stehen wir hier vor einer banalen Unkenntnis der Mathematik. Tatsache ist, dass wir, wenn wir die maximale Frequenz der Welle kennen, ihre Form idealerweise mit dem Nyquist-Shannon-Theorem reproduzieren können, das auch als Kotelnikov-Theorem bekannt ist und besagt, dass die Verifizierungsfrequenz eines bestimmten Werts doppelt so hoch sein muss Wellenpeakfrequenz. … Das heißt, für 20 Kilohertz können wir eine Abtastrate von 40 Kilohertz verwenden und darauf basierend die ideale Wellenform reproduzieren.

Sie können den Beweis dieses Theorems selbst finden, wenn Sie ihn brauchen. Ich möchte nur sagen, dass es getestet wurde und an sich nichts mit Ton oder einem technischen Aspekt der Tonaufnahme zu tun hat. Es ist nur ein Grundgesetz des Universums.

Aus irgendeinem Grund nehmen Audiophile dies nicht wahr. Nach seinem Verständnis schafft es eine Schallwelle, in kürzester Zeit zwischen den Samples unverständliche Wirbel hin und her oder auf und ab zu bewegen, und muss daher ständig erfasst werden, um keine Informationen zu verlieren. Tatsächlich sind die Wellen dazu rein physikalisch unfähig.

Da tatsächliche Audioaufnahmen 22,05 kHz verwenden, verwenden WAV-Dateien eine tatsächliche Abtastrate von 44,1 kHz pro Kanal. Dies geschieht, damit der Hörer mit seinen Geräten genau die Wellenform konstruieren kann, die während der Aufnahme empfangen wurde. Dies hat nichts mit Abtastfehlern zu tun, Sie müssen die Sinuskurve neu erstellen und nur dafür.

Es kann sich die Frage stellen, was zu tun ist, wenn der ADC während der Aufzeichnung einen Fehler ausgegeben und die falsche Zahl angezeigt hat, die dem tatsächlichen Druckwert zu diesem Zeitpunkt entspricht. Wir werden im nächsten Abschnitt darüber sprechen.

6. ADC, DAC und Verstärker

Wenn ich thematische Foren und Websites lese, habe ich im Allgemeinen den Eindruck, dass ADCs und DACs eine Art mystisches Gerät für Audiophile sind. Tatsächlich ist dies nur eine Kette von Widerständen, die in einer speziellen Reihenfolge verbunden sind. Wie bei jedem elektrischen Gerät, bei ADCs und DACs, schwingt die Spannung dank der Quantenmechanik ständig hin und her, und es ist unmöglich, mit diesem Prozess etwas zu tun. Die Hauptfrage ist, ob diese Messfehler von Bedeutung sind.

Wie wir uns erinnern, ist der vom ADC angegebene Wert Druck. Die Druckempfindlichkeit einer Person ist wiederum ein schwieriges Thema, insbesondere wenn man bedenkt, dass sie sich je nach den Bedingungen ändert. Insgesamt ist es jedoch ziemlich offensichtlich, dass Menschen nicht die Empfindlichkeit haben, alle 65.536 möglichen Stopps im Dynamikbereich zu unterscheiden. Wenn wir über Empfindlichkeit in Dezibel sprechen, spüren die Menschen den Unterschied von 0,2 Dezibel nicht bewusst, sondern nehmen ihn unbewusst wahr. Eine Differenz von 0,1 Dezibel wird weder bewusst noch unbewusst als nicht unterscheidbar angesehen.

Wie digitaler Sound funktioniert (Teil 2)

Wie digitaler Sound funktioniert (Teil 2)

Digital Sound

Was ist Ton?

DIGITAL SOUND

Wenn wir über Schall sprechen, dann ist es tatsächlich eine Welle, die durch ein bestimmtes physikalisches Medium übertragen wird, in unserem Fall ist es Luft. Diese Welle ist kaum zu visualisieren, da sie dreidimensional ist und sich mit einer ziemlich komplexen Geometrie in alle Richtungen ausbreitet. Um eine Welle grafisch darzustellen, wird normalerweise eine Sinuswelle gezeichnet. Es ist wichtig zu verstehen, dass eine Sinuswelle KEINE Welle ist, sondern nur eine Sinuswelle. Es zeigt den Zustand einer Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt im Raum zu einem bestimmten Zeitpunkt und sonst nichts. Wir sehen immer nur einen Teil der Welle, die diesen Punkt durchlaufen hat. Dies ist jedoch mehr als ausreichend, um die Eigenschaften der Welle, wie z. B. ihre Frequenz, festzulegen.

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Der gleiche Wert, der in der Sinuswelle im physikalischen Sinne angezeigt wird, ist der Druck, den die Schallwelle auf ein Mikrofon oder die Ohren einer Person ausübt. Dieser Druck wird in Mikropascal gemessen, und es ist sehr wichtig zu verstehen, dass jeder Klang und auch jede Musik Schwingungen einer Welle mit einer bestimmten Frequenz (im Fall von Musik mit einer sich ändernden Frequenz) sind, jedoch keinen Wert von separater Druck zu einem bestimmten Zeitpunkt genommen. Es ist nur so, dass der Luftdruck nicht gesund ist und keine Schallinformationen zum menschlichen Gehirn überträgt. Wenn der Druck von einem Wert zum anderen schwankt, beispielsweise mit einer Frequenz von 15 Kilohertz, erzeugt er einen hohen, “kreischenden” Klang. Der spezifische Druckwert während solcher Schwankungen bestimmt das Volumen: Je höher der Druck, desto größer das Volumen. Wenn der Druck zu hoch ist

Daher wiederhole ich, dass der Druckwert zu einem bestimmten Zeitpunkt keine Informationen über den Schall enthält, und wenn keine Schwingung vorliegt, entspricht ein Wert der Stille.

3. Was sind Dezibel?

Nachdem wir die physische Natur des Klangs entdeckt haben (hoffe ich), ist es Zeit, über etwas so Mystisches wie Dezibel zu sprechen. Dezibel sind “nur” eine Maßeinheit für etwas, genau wie Megabyte und andere, um es einfach auszudrücken.

Das Problem für viele Menschen ist, dass Dezibel keine konstante Maßeinheit sind und die Einheit, in der jeder Schritt im Vergleich zum vorherigen exponentiell wächst. Nehmen wir an, wir haben 1 Dezibel von etwas. Dann haben wir 2 Dezibel. Wenn Sie diese beiden Dezibel zerlegen und sie in Form eines Lineals darstellen, das Zentimeter misst, stellt sich heraus, dass das erste Dezibel nur einen Zentimeter einnimmt, während das zweite zwei ganze Zentimeter einnimmt, sodass der Gesamtwert 3 Zentimeter beträgt. Dies liegt daran, dass das zweite Dezibel im Vergleich zum ersten exponentiell gewachsen ist. Wenn Sie ein drittes Dezibel hinzufügen, benötigt dieses Lineal bereits 4 Zentimeter und der Gesamtwert 7 Zentimeter. (Dies ist nur ein Beispiel für ein exponentielles Wachstum.

Wenn Sie weit vom Engineering entfernt sind, fragen Sie sich möglicherweise, warum eine solche Maßeinheit erforderlich ist. Die Antwort auf diese Frage würde den Rahmen dieses Beitrags sprengen. Wenn jemand interessiert ist, schlage ich vor, dass er sich dieses Video ansieht:

Ich werde weiter über Ton reden. In unserem Fall können wir Dezibel für das Volumen und sonst nichts verwenden. Das heißt, 0 Dezibel entsprechen für uns absoluter Stille (leer), während beispielsweise 140 Dezibel buchstäblich töten; Das ist so ein lautes Geräusch. Das Wichtigste ist, dass diese Einheit, obwohl wir das Volumen in Dezibel messen, weiterhin exponentiell wächst. Ein Sound mit einer Lautstärke von 140 Dezibel ist nicht 140-mal lauter als ein 1-Dezibel-Sound, sondern millionenfach (8.912.655-mal, um genau zu sein).

Einige mögen sich auch fragen, was negative Dezibel sind, wie -40 Dezibel usw. Das ist also dasselbe, es ist nur so, dass Ingenieure bei vielen Audiogeräten einen bestimmten Wert, beispielsweise 80 Dezibel, für den “Standard” -Lautstärkenwert verwenden und daraus eine niedrigere und eine größere Lautstärke messen. Der Standardwert selbst ist 0 Dezibel auf dem lokalen System dieses Geräts. In einigen Fällen ist 0 Dezibel im Allgemeinen die maximale Lautstärke, und der Schall wird an solchen Geräten ausschließlich nach unten gemessen.

Wir werden diese negativen Dezibel nicht verwenden, und für uns beträgt die absolute Stille immer 0 Dezibel.

4. Bittiefe

Nachdem wir alle Grundlagen geklärt oder in Erinnerung behalten haben, ist es an der Zeit, mit der Aufzeichnung von digitalem Audio fortzufahren. Der Schall wird von einem Mikrofon aufgenommen, einem Gerät, das die Schwingungen einer Schallwelle erfasst und in elektrischen Strom umwandelt, dessen Spannung proportional zu den Schwingungen der Schallwelle schwankt, so dass ihre Sinuskurve gleich ist.

Über Audio und USB-C

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.