High-End-Sampleratenumwandlung
Die Abtastrate ist die Anzahl der gemessenen digitalen Signalabtastungen (Durchgänge) pro Sekunde.
Eine qualitativ hochwertige Konvertierung (Änderung) der Abtastrate ist ein ziemlich komplizierter und ressourcenintensiver Prozess. Insbesondere wenn die Frequenzen der Eingangs- und Ausgangssignale kein Vielfaches voneinander sind (44,1 und 96 kHz). Als nächstes werden wir uns die Eigenschaften des Konvertierungsprozesses der Audio-Abtastrate ansehen, die sich auf die Klangqualität auswirken.
Informationen zur DSD-Abtastratenumrechnung.
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Wo werden Abtastratenkonverter eingesetzt?
Die Konvertierung der Abtastrate kann erfolgen: in Echtzeit (im laufenden Betrieb, Konvertieren des Audio-Stream-Signals) oder durch Konvertieren von Dateien.
Die Sampleraten werden in Echtzeit geändert, wenn Samples abgespielt und mehrere Audiospuren aus dem Sequenzerprogramm gemischt werden (aus externen Dateien mit unterschiedlichen Sampleraten importiert).
In der Audiotechnik sind die beiden Serien von Abtastraten hauptsächlich üblich:
1) CD: 44 100, 88 200, 176 400 Hz;
2) DVD-Audio und DVD-Video: 48.000, 96.000, 192.000 Hz.
Nicht nur Musiker und professionelle Toningenieure müssen die Samplerate auf den gewünschten Wert bringen, sondern auch im Bereich Heim-Audio und -Video. Beispielsweise kann ein Media Player beim Abspielen von Audiodateien die Abtastrate der Datei unmerklich auf die in den Soundkarteneinstellungen festgelegte Abtastrate “einrasten”.
Algorithmus zur Konvertierung der Abtastrate
Der Algorithmus zum Ändern der Abtastrate (sowohl Hardware als auch Software) besteht aus den folgenden Schritten:
1) Erhöhen Sie die Abtastfrequenz auf eine Frequenz, die ein Vielfaches der Abtastfrequenz des Ausgangssignals beträgt.
2) Filtert “Störsignale” (sogenannte “Artefakte”) heraus, die über der Hälfte der Ausgangsabtastrate liegen.
3) Mehrfachdezimierungs-Unterabtastung (Verwerfen) unnötiger Abtastwerte.
Abtastratenwandlerschaltung
Das Up-Sampling erfolgt durch Einfügen zusätzlicher Samples (“virtuell” – vom Interpolator generiert) zwischen den vorhandenen Samples in das digitale Eingangssignal.
Sample-Interpolation: Fügen Sie virtuelle Samples zwischen reale ein
Es wird manchmal verwendet, um “virtuelle” Samples mit Nullwerten in das digitale Signal einzufügen. Diese Methode ist rechnerisch schneller. Diese Art der Erhöhung der Abtastrate fügt jedoch eine signifikante Menge von “Artefakten” zu denen hinzu, die in dem interpolierten Signal vorhanden sind.
Warum brauchen Sie eine überlegene Probe? Punkt 3) abschließen. Da es einfacher ist, die Proben in Vielfachen zu verdünnen, verwerfen Sie einfach die überschüssigen.
Die “Störsignale” (mit Frequenzen über der Hälfte der Ausgangsabtastrate) werden dann gefiltert. Andernfalls fallen “zusätzliche” Samples in das Spektrum des Nutzsignals und verzerren es (fügen Sie Fremdgeräusche hinzu).
Was unterscheidet einen High-End-Audio-Abtastratenkonverter von einem Konverter mittlerer Qualität?
Um während der Konvertierung eine minimale Verzerrung in das Signal einzuführen, müssen wir es so genau wie möglich interpolieren. Die Interpolationsgenauigkeit ist der maximale Wiederholungsgrad der zusätzlichen Interpolatorabtastwerte des ursprünglichen analogen Signals. Es ist zu beachten, dass der Interpolator höchster Qualität das ursprüngliche analoge Signal genau rekonstruieren kann. Aber nicht mit 100% Genauigkeit. Ich armer. Wenn die Abtastfrequenz erhöht wird, erscheinen falsche Signale über der Hälfte der Abtastfrequenz des Ausgangssignals.