{"id":1128,"date":"2021-02-17T11:16:31","date_gmt":"2021-02-17T11:16:31","guid":{"rendered":"http:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/?p=1128"},"modified":"2021-02-17T11:16:31","modified_gmt":"2021-02-17T11:16:31","slug":"d-a-wandler","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/audio\/d-a-wandler\/","title":{"rendered":"D \/ A-Wandler"},"content":{"rendered":"

D \/ A-Wandler<\/strong><\/p>\n

\"D<\/p>\n

Fahren wir mit DAC fort: Digital-Analog-Wandler. Dieses komplexe Thema ist immer mit einem Schleier der Geheimhaltung bedeckt und voller audiophiler Mystik.<\/p>\n

\"D<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus gibt es viele Spekulationen von gegnerischen Lagern um Digital-Analog-Wandler: Vermarkter, Audiophile und Skeptiker. Lassen Sie uns herausfinden, wo das Problem liegt.<\/p>\n

Multibit-DAC
\nZu Beginn, als das Audio-CD-Format zum ersten Mal erschien, wurde PCM unter Verwendung von Mehrbit-DACs in ein analoges Signal umgewandelt. Sie wurden auf Basis einer Widerstandsmatrix mit konstanter Impedanz, der sogenannten R-2R-Matrix, aufgebaut.<\/p>\n

Vereinfachte Mehrbit-DAC-Schaltung
\nVereinfachte Mehrbit-DAC-Schaltung
\nMulti-Bit-DACs funktionieren folgenderma\u00dfen: Der PCM-Stream wird in zwei Kan\u00e4le aufgeteilt, links und rechts, und von seriell zu parallel konvertiert, beispielsweise durch Schieberegister. Daten vom rechten Kanal werden in den Puffer eines Registers und Daten vom linken Kanal in den Puffer des anderen Registers geschrieben. Daten werden gleichzeitig \u00fcber parallele Ports mit einer bestimmten Abtastrate (meistens 44,1 kHz) \u00fcbertragen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Nur die parallelen Ausg\u00e4nge sind nicht acht, sondern sechzehn, da die Bitbreite 16 Bit betr\u00e4gt. Abh\u00e4ngig von der Position im Rahmen treffen die hohen und niedrigen Bits auf unterschiedliche Widerst\u00e4nde entlang des Weges des elektrischen Stroms, da die Anzahl der in Reihe geschalteten Widerst\u00e4nde unterschiedlich ist. Je \u00e4lter das Gebiss, desto wichtiger ist es.<\/p>\n

Multi-Bit- oder Multi-Bit-DACs erfordern sehr hochwertige Komponenten und eine pr\u00e4zise Widerstandseinstellung, da sich Ungenauigkeiten bei den Komponentenbewertungen summieren. Dies f\u00fchrt zu schwerwiegenden Abweichungen von der urspr\u00fcnglichen Wellenform und f\u00fchrt zu einem mehrstelligen Quantisierungsfehler.<\/p>\n

In Multi-Bit-DACs aus den achtziger Jahren gibt es keine PCM-Manipulation. Die Multibits sind direkt mit dem I2S-Bus verbunden und geben das PCM unver\u00e4ndert wieder: Die Daten vom rechten Kanal (16 Bit) sind eingetroffen, sie haben auf die Daten vom zweiten Kanal (16 Bit) gewartet, sie haben beide Kan\u00e4le an die Widerstandsmatrix gesendet. und so weiter mit einer Frequenz von 44,1 kHz.<\/p>\n

In den achtziger Jahren wurden die Frequenz und die Bittiefe durch das CDDA-Format bestimmt, das fast zu einer Referenzimplementierung des Satzes von Kotelnikov wurde. Mit einigen Vorbehalten kann so der sp\u00e4tere MP3 charakterisiert werden. Nur vom DVD-Audio-Format wurde der Ansatz zur Digitalisierung und Tonwiedergabe \u00fcberarbeitet.<\/p>\n

So funktionierten die ersten einfacheren DACs, dann begannen sie, Konverter mit einem komplexeren Ger\u00e4t zu verwenden. Die Schaltung wurde modernisiert, die Komponentenqualit\u00e4t verbessert und die Multi-Bit-DAC-Oversampling-Technologie wurde ebenfalls verwendet. \u00dcberabtastung ist die \u00dcberabtastung eines digitalen Stroms mit Aufw\u00e4rtsabtastung und Quantisierungsbittiefe, um das Quantisierungsrauschen zu reduzieren.<\/p>\n

Um zu erkl\u00e4ren, warum Oversampling verwendet wird, muss \u00fcber die Anwendung des Kotelnikov-Theorems in der Praxis gesprochen werden. Nicht alles hier ist so optimistisch, wie es in der Welt der Mathematik scheint; es geht nicht um etwas “genaues”, wie es im Satz geschrieben steht.<\/p>\n

Kotelnikovs Theorem
\n“Jede Funktion F (t), die aus Frequenzen von 0 bis 1 besteht, kann kontinuierlich mit jeder Genauigkeit unter Verwendung von Zahlen \u00fcbertragen werden, die in 1 \/ (2f 1) Sekunden auftreten.”<\/p>\n

Folgen des Satzes von Kotelnikov:<\/p>\n

Jedes analoge Signal kann mit beliebiger Genauigkeit aus seinen diskreten Abtastwerten rekonstruiert werden, die mit einer Frequenz f> 2fc aufgenommen wurden, wobei fc die maximale Frequenz ist, die durch das Spektrum des realen Signals begrenzt ist;
\nWenn die maximale Frequenz im Signal gleich oder gr\u00f6\u00dfer als die H\u00e4lfte der Abtastfrequenz ist (Aliasing), gibt es keine M\u00f6glichkeit, das Signal ohne Verzerrung von diskret nach analog wiederherzustellen.
\nWenn Sie sich f\u00fcr Details interessieren, k\u00f6nnen Sie die Hauptquelle konsultieren – die Arbeit “\u00dcber die Bandbreite von” \u00c4ther “und Kabel in der Telekommunikation” von V. A. Kotelnikov (PDF).<\/p>\n

Schwierigkeiten mit dem Satz von Kotelnikov
\nKotelnikovs Theorem wird oft zu w\u00f6rtlich genommen und zum Absoluten erhoben. Wie viele Artikel von \u00fcberzeugten Skeptikern habe ich \u00fcber die wunderbaren MP3- und CDDA-Formate und die verr\u00fcckten Audiophilen gelesen, die ihre unn\u00f6tigen DVD-Audios und DSDs an alle verkaufen! Ihr Hauptargument ist nat\u00fcrlich der Satz von Kotelnikov.<\/p>\n

Zun\u00e4chst reicht die Nyquist-Frequenz in der Praxis nicht aus, um eine genaue Wellenform zu \u00fcbertragen. Aufgrund unvollst\u00e4ndiger Bedingungen treten unweigerlich Ger\u00e4usche und Verzerrungen auf: Quantisierungsrauschen beim Aufzeichnen eines Audiosignals, Rundungsrauschen w\u00e4hrend der Verarbeitung und Wiedergabe und mehr.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

D \/ A-Wandler Fahren wir mit DAC fort: Digital-Analog-Wandler. Dieses komplexe Thema ist immer mit einem Schleier der Geheimhaltung bedeckt und voller audiophiler Mystik. Dar\u00fcber hinaus gibt es viele Spekulationen von gegnerischen Lagern um Digital-Analog-Wandler: Vermarkter, Audiophile und Skeptiker. Lassen Sie uns herausfinden, wo das Problem liegt. 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