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Audio pcm was. Digitaler Sound: DSD vs PCM Teil 3

Rufen Sie ein “Ziffern” -analoges Signal ab

Die Digitalisierung eines analogen Signals ist jedoch die halbe Miete. Um digitale Musik zu hören, müssen Sie die Konvertierung rückgängig machen. Lassen Sie uns zunächst sehen, wie eine digitale DSD-Sendung in Ton umgewandelt wird. Wie wir bereits wissen, handelt es sich bei diesem Stream um ein hochfrequentes Bi-Level-Signal (2,8 MHz oder mehr). Der Durchschnittswert dieses Signals ändert sich mit der Audiofrequenz. Das heißt, wenn der Ansatz zur Lösung des Problems so einfach wie möglich ist, müssen Sie alle Hochfrequenzkomponenten des DSD-Streams herausfiltern und nur ein nützliches Tonsignal (Frequenzen bis 20 … 22 kHz) zurücklassen. Dies erfolgt mit einem analogen Tiefpassfilter (LPF). Der einfachste LPF ist eine RC-Kette.

Wie Sie sehen können, sieht das resultierende Diagramm nur vage wie die ursprüngliche Sinuskurve aus. Vergessen wir jedoch nicht, dass wir das einfachste Filter “angewendet” haben. Durch die Verbesserung der Filterschaltung kann ein Hochfrequenzrauschen fast vollständig vermieden und ein analoger Klang mit Indikatoren guter Qualität erzielt werden.

Um ein analoges Signal von einem digitalen PCM wiederherzustellen, reicht nur ein analoger Tiefpassfilter nicht aus. Sie müssen zuerst die digitalen Daten entschlüsseln. Hierzu werden Digital-Analog-Wandler (DACs) verwendet. Sie sind von unterschiedlicher Art, aber es würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, sie alle zu beschreiben. Lassen Sie uns auf die 2 häufigsten Arten der Tontechnologie eingehen. Dies ist zunächst der sogenannte Ladder-Typ-DAC (auch Multibit genannt). Wie Sie wahrscheinlich vermutet haben, wandelt ein solcher DAC einen digitalen PCM-Datenstrom in einen Strom von Audiosignalwerten um, die in der Grafik wie eine Leiter aussehen (Abbildung 6). Wie bei DSD ist es unbedingt erforderlich, einen analogen Filter zu verwenden, um das Joggen auszugleichen.

Oft verwenden diese Wandler eine Zwischenüberabtastung des digitalen PCM-Signals bei höheren Frequenzen (z. B. 192 kHz): Dies reduziert die “Schritte”, was eine Vereinfachung der analogen Filterschaltung ermöglicht.

Der zweite DAC-Typ, Delta-Sigma, verwendet eine Überabtastung bei noch höheren Frequenzwerten bei gleichzeitiger Reduzierung der Bittiefe auf ein Bit. Sieht es nicht nach irgendetwas aus? Dies ist ein bekanntes DSD-Signal! Wir haben bereits diskutiert, wie ein solches Signal weiterverarbeitet und in ein analoges umgewandelt werden kann.

PCM- und DSD-Anwendung, Vor- / Nachteile
Wo finden wir die einzelnen Codierungsmethoden? Das PCM-Format ist weit verbreitet: CDDA-Discs, DVD-Audio, MP3-Dateien, FLAC, ALAC, AAC, Ton in Filmen usw. Es ist einfacher zu sagen, wenn es sich nicht um PCM handelt. Super Audio CD-, DSD-, DSF- und DFF-Dateien liegen im DSD-Format vor. Was ist besser? Aus welchem ​​Format erhalten wir einen besseren Klang?
Die Artikel, die dem DSD-Format gewidmet sind, beschreiben viele Vorteile gegenüber PCM. Sind jedoch alle beschriebenen Vorteile wahr, oder handelt es sich um Mythen, die für Laien erfunden wurden, die die technische Komponente zur Wiederherstellung des vom PCM-Format dicht besetzten Marktes nicht verstehen? Lassen Sie uns die Liste kurz überprüfen.

Schlussfolgerungen
Sollten Sie sich also für DSD oder PCM entscheiden? Es gibt keine einzige Antwort und es kann auch nicht sein: PCM 24 Bit 92 kHz und DSD128 sind sich beispielsweise in ihren Qualitätsmerkmalen sehr ähnlich, und diese Merkmale sind besser als die Geräte, auf denen diese Formate abgespielt werden, was a bedeutet Eine weitere Verbesserung der Qualität digitaler Formate für die Wiedergabe in dieser Phase ist nicht praktikabel. Bei der Bewertung der Klangqualität in verschiedenen hochauflösenden Formaten treten subjektive Empfindungen in den Vordergrund, da das menschliche Gehirn nicht von derselben Qualität verzehrt wird: dem Design der Geräte, ihren Kosten und vor allem dem Wohlbefinden und dem Wohlbefinden Die Stimmungen des Hörers wirken sich viel stärker auf das Gefühl aus, Musik zu hören. Wählen Sie daher, was Ihnen persönlich gefällt, und setzen Sie Ihre Meinung nicht anderen auf. Viel Spaß beim Zuhören!
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Audio pcm was. Digitaler Sound: DSD vs PCM Teil 2

Beantworten wir zunächst die Frage, was digitaler Sound ist. Wie unterscheidet es sich von analog? Kurz gesagt, mathematisch gesehen ist ein analoges Audiosignal eine kontinuierliche Funktion, ein digitales Audiosignal eine diskrete Funktion. Was bedeutet das?

Analogsignal
Wenn wir in unserer Vorstellung einen Graphen einer Sinuskurve zeichnen (so wird eine Schallwelle am häufigsten dargestellt): Unabhängig davon, wie wir sie vergrößern und versuchen, alle Details zu erkennen, sehen wir immer eine glatte und gleichmäßige Linie – das ist ein analoges Audiosignal

Analoges Audio (Aufnahme) verfügt über viele Parameter, mit denen die Qualität bewertet werden kann. Betrachten Sie die drei wichtigsten: Frequenzbereich, Dynamikbereich, Verzerrung.

Digitaler Sound. Wie viele Mythen drehen sich um diesen Satz. Wie viele Streitigkeiten sind zwischen Liebhabern von Komfort und digitaler Qualität und Befürwortern von “Live Airy” -Vinyl-Sound multipliziert mit “Warm Tube” -Sound aufgetreten? Darüber hinaus gibt es unter Liebhabern von “Zahlen” viele Kontroversen: Ist 16×44.1 genug oder ist 24×192 notwendig? Was ist besser: Multibit oder Delta Sigma? CDDA oder SACD? PCM oder DSD? In diesem Artikel werde ich versuchen, die Grundlagen des digitalen Klangs in einfacher Sprache zu erläutern und den Vergleich zweier Arten der Codierung eines analogen mit einem digitalen Signal genauer zu erläutern: DSD und PCM.

Beantworten wir zunächst die Frage, was digitaler Sound ist. Wie unterscheidet es sich von analog? Kurz gesagt, mathematisch gesehen ist ein analoges Audiosignal eine kontinuierliche Funktion, ein digitales Audiosignal eine diskrete Funktion. Was bedeutet das?

Analogsignal
Wenn wir in unserer Vorstellung einen Graphen einer Sinuskurve zeichnen (so wird eine Schallwelle am häufigsten dargestellt): Unabhängig davon, wie wir sie vergrößern und versuchen, alle Details zu erkennen, sehen wir immer eine glatte und gleichmäßige Linie – das ist ein analoges Audiosignal

Analoges Audio (Aufnahme) verfügt über viele Parameter, mit denen die Qualität bewertet werden kann. Betrachten Sie die drei wichtigsten: Frequenzbereich, Dynamikbereich, Verzerrung.

Der Frequenzbereich ist eine Reihe von Frequenzen, die in einem Ton enthalten sind. Es ist allgemein anerkannt, dass der Frequenzbereich des menschlichen Gehörs 20 … 20.000 Hz beträgt (manchmal werden 16 bis 22.000 Hz angezeigt). Der Frequenzbereich der Musik selbst ist für die Qualitätsbewertung nicht von Interesse (zum Beispiel ist der Frequenzbereich derselben abhebenden Ebene sehr breit und der Gesangsteil des Tenors ist viel enger). Ein qualitativer Parameter beispielsweise eines Kopfhörers ist der potentielle Frequenzbereich und wird unter Verwendung der Amplitudenfrequenzkennlinie (AFC) geschätzt. Der ideale Frequenzgang, eine gerade Linie über den gesamten Bereich der Hörfrequenzen, bedeutet, dass die Schallquelle keine einzelnen Frequenzen verstärkt oder dämpft, was bedeutet, dass der extrahierte Schall mit dem Original übereinstimmt.

Der Dynamikbereich (DD) ist der Unterschied zwischen dem leisesten und dem lautesten Klang. Die Lautstärke wird in Dezibel (dB) gemessen. Es ist allgemein anerkannt, dass die maximale Lautstärke, die eine Person nicht verletzt, 130 dB beträgt, das Geräusch eines Flugzeugs abhebt und die minimale hörbare Lautstärke 5 … 10 dB dem Rascheln der Blätter entspricht schwache Windverhältnisse. Natürlich ist es unmöglich, das Rascheln der Blätter vor dem Hintergrund eines abfliegenden Flugzeugs zu unterscheiden, und das Hören von Musik mit einem Pegel von 130 dB ist äußerst unangenehm. Daher wird allgemein angenommen, dass eine komfortable DD zum Musikhören 80 … 100 dB beträgt.

Die Verzerrung ist nichts anderes als eine Abweichung des Signals vom Original.

Prinzipien der digitalen Klangpräsentation
Was passiert, wenn ich analoges Audio digitalisiere? Wir werden uns nicht mit technischen Aspekten befassen, wir werden alles analysieren, wie sie auf Papier sagen: Dazu werden wir unsere imaginäre “ideale” Sinuskurve zeichnen und den Wert des Signals in regelmäßigen Abständen messen (dieser Prozess wird als Abtastung oder Quantisierung bezeichnet): Wir werden eine bestimmte sequentielle Menge erhalten von Werten – Dies ist unser digitales Signal, das durch die Pulscode-Modulationsmethode (PCM) erhalten wird

Die beiden Hauptparameter der PCM-Signalqualität sind Frequenz und Bittiefe. Die Frequenz ist die Anzahl der Messungen pro Sekunde. Je genauer, desto genauer wird das Signal übertragen. Die Frequenz wird in Hertz gemessen: 44100 Hz, 192000 Hz usw. Bittiefe: Die Anzahl der möglichen Werte des Signalwerts (Genauigkeit der Wertübertragung). Je mehr Optionen, desto genauer ist das Signal. Die Bittiefe wird in Bit gemessen: 16 Bit (65.536 mögliche Werte, DD 96 dB), 24 Bit (16.777.216 Werte, DD 144 dB) usw.

Audio pcm was. Digitaler Sound: DSD vs PCM Teil 1

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, es ist viel besser mit einer großen Anzahl sehr unterschiedlicher Geräte kompatibel und impliziert die Möglichkeit der Bearbeitung (Entzerrung, Unterteilung in Frequenzbänder, Transformationen). DSD ist eigentlich ein geschlossenes Format, man kann es aufnehmen, man kann es wiedergeben, 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 es sich um ein Remastering einer zuvor in PCM erstellten digitalen Aufzeichnung handelt, ist es sinnvoller, in dieser Domäne zu bleiben.

Digitaler Sound. Wie viele Mythen drehen sich um diesen Satz. Wie viele Streitigkeiten sind zwischen Liebhabern von Komfort und digitaler Qualität und Befürwortern von “Live Air” -Vinyl-Sound multipliziert mit “Warm Tube” -Sound aufgetreten? Darüber hinaus gibt es unter Liebhabern von “Zahlen” viele Kontroversen: Ist 16×44.1 genug oder ist 24×192 notwendig? Was ist besser: Multibit oder Delta Sigma? CDDA oder SACD? PCM oder DSD?

Beantworten wir zunächst die Frage, was digitaler Sound ist. Wie unterscheidet es sich von analog? Kurz gesagt, mathematisch gesehen ist ein analoges Audiosignal eine kontinuierliche Funktion, ein digitales Audiosignal eine diskrete Funktion. Was bedeutet das?